JP7421499B2 - 腫瘍転移および腫瘍発生の予防および治療のための製剤および方法 - Google Patents

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Description

関連出願に対するクロスリファレンス
本出願は、2018年5月15日に提出された米国仮特許出願No.62/671,964の利益を主張するものであり、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
連邦政府が後援する研究または開発に関する声明
本発明は、国立衛生研究所国立がん研究所のプロジェクト番号1ZIABC011267-08の下で政府の支援を受けて行われた。政府は本発明について一定の権利を有している。
電子的に提出された資料の参照によるインコーポレイション
本明細書には、参照によりその全体が組み込まれており、同時に提出され、以下のように識別されるコンピュータ読み取り可能なヌクレオチド/アミノ酸配列リストが記載されている:2019年5月13日付けで「743502_ST25.txt」と名付けられた1つの12,619バイトのASCII(テキスト)ファイル。
背景技術
転移とは、疾患が臓器から生体の別の隣接しない部分に広がるために用いられる細胞のメカニズムである。この過程は固形腫瘍の発生に関与している可能性があり、疾患に関連した死亡の大部分の原因である可能性がある。腫瘍性病変の治療は、転移前の段階で開始すると予後が良好になることがある。過去10年間で、転移に関与する基礎的なメカニズムの理解は進んできたが、特に転移過程に影響を与える治療上のツールは非常に限られている。そのため、転移性疾患を患っている対象者を治療するための新しい製剤や方法が必要とされている。
発明の概要
本発明の一実施形態として、式(I):
(R、R、RおよびRは本明細書に記載の通り)の化合物またはその医薬上許容し得る塩、ならびに1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよびPEG-8カプリリック/カプリックグリセリドを含む医薬上許容し得る界面活性剤を含む医薬製剤を提供する。
本発明の別の実施形態として、式(I):
(R、R、RおよびRは本明細書に記載の通り)の化合物またはその医薬上許容し得る塩、ならびに1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む医薬上許容し得る界面活性剤、を含む医薬製剤を提供する。
本発明のさらなる実施形態として、哺乳動物の膵臓腺がんを治療する方法であって、哺乳動物の膵臓腺がんを治療するのに有効な量の式(I):
(R、R、RおよびRは本明細書に記載の通り)の化合物またはその医薬上許容し得る塩をそれを必要とする哺乳動物に投与する工程を含む方法を提供する。
本発明の別の実施形態として、哺乳動物からの膵臓腺がん腫瘍サンプルにおいてFoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する方法 であって、哺乳動物は、式(I):
(R、R、RおよびRは本明細書に記載の通り)の化合物またはその医薬上許容し得る塩を投与されており、該方法は、哺乳動物から第1の膵臓腺がん腫瘍サンプルを提供する工程、腫瘍サンプルをアッセイして、フォークヘッドボックスタンパク質A1(「FoxA1」)およびフォークヘッドボックスタンパク質O6(「FoxO6」)の一方または両方の発現レベルを決定する工程、哺乳動物から第2の膵臓腺がん腫瘍サンプルを提供する工程、第2の腫瘍サンプルをアッセイして、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルを決定する工程、ならびに(i)FoxA1の第2の決定された発現レベルに対するFoxA1の第1の決定された発現レベル、および(ii)FoxO6の第1の決定された発現レベルとFoxO6の第2の決定された発現レベルとを比較、の一方または両方を比較して、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する工程、を含み、ここで哺乳動物から第2の腫瘍サンプルを摘出する前に、第1の腫瘍サンプルが哺乳動物から摘出される、方法を提供する。
がん、特に転移性がんを治療するためのアンメットニーズの解決策として、in vitroおよびin vivoの両方で悪性腫瘍と関連している可能性があり、核小体の周辺部に位置することを特徴とする核内体である核周囲コンパートメント(perinucleolar compartment「PNC」)の阻害剤を含む製剤が開示されている。式(I)の化合物は、PNC阻害剤である。さらに、膵臓腺がん、特に転移性がんを治療するためのアンメットニーズの解決策として、式(I)の化合物を投与して膵臓腺がんを治療する方法が開示されている。さらに、膵臓腺がんの治療薬として式(I)の化合物の投与に陽性反応する可能性が高い哺乳動物を決定するというアンメットニーズの解決策として、膵臓腺がん腫瘍サンプル中のFoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する方法が開示されている。
実施例に見られるように、予想外にも、式(I)の化合物であるメタレスチンは、高い腫瘍内曝露を有し、かつ感知できる毒性を有さずに、異なる前臨床がん組織学にわたる転移に対して選択的であった。メタレスチンは、部分的にeEF1A2の機能を妨害することにより、Pol Iの転写を阻害し、核小体の分離を誘導し、核小体の体積を減少させ、PNCを破壊する。さらに、膵臓腺がん腫瘍サンプルにおけるFoxA1とFox06の発現レベルの変化を予想外に検出したことで、どの哺乳動物にメタレスチンの投与を継続すべきかについての貴重な知見が得られた。
図面の複数見解の簡単な説明
図1は、PC3M(転移性前立腺がん細胞株)-GFP(緑色蛍光タンパク質)-PTB(ポリピリミジントラクト結合タンパク質)細胞におけるPNC有病率に対する濃度-反応曲線(四角、PC3Mは、治療を行わない場合、75~85%のPNC有病率を有する)、および細胞ATP(CELLTITER GLO(登録商標))によって測定される細胞毒性(丸)を示すグラフである。指示された濃度(矢印の先はPNCを示す)(スケールバー=5μm)での細胞に対する代表的なPTB-GFP画像を、グラフの上の3つのパネルに示す。相対シグナル(%)はy軸に沿っており、メタレスチン[log M]はx軸に沿っている。パネルから分かるように、細胞のPNC内の蛍光量は減少し、左パネルが最も明るい蛍光であり、右パネルが最も弱い蛍光である。図1~4は、メタレスチンがサブマイクロモル濃度でPNCを減少させ、がん細胞の浸潤を抑制することを示している。 図2は、1μMメタレスチンが、様々ながん細胞株におけるPNCの減少に有効であったことを示す棒グラフである(全ての細胞株におけるPNCの減少についてp<0.05;細胞のリストは下記の表1にあり、下記の実施例2も参照のこと)。DMSO対照を薄い灰色のバーで、メタレスチンを濃い灰色のバーで示した。PNC有病率(%)は、y軸上に、細胞株名はx軸上に沿っている。 図3は、メタレスチンが、処理の24時間以内に、マイクロモル以下の濃度(0.6μM)でMATRIGELゼラチン状タンパク質混合物(BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ)浸潤を阻害することを示す棒グラフである(p<0.05および**p<0.01、DMSO[対照]と比較)。浸潤(%)はy軸上に、メタレスチン[microM]はx軸上にある。細胞株PC3Mを白色バーで、細胞株PANC1(ヒト膵臓)を黒色バーで示す。 図4は、1μMでのメタレスチンがPC3Mにおいては細胞増殖に影響を与えるが、正常な線維芽細胞(GM02153)においては影響を与えないことを示す折れ線グラフである(矢印は培地変化の時間を示す)(p<0.05、**p<0.01)。コンフルエンス(%)はy軸上、時間(時間単位)はx軸上にある。一番上の線がGM02153-DMSO、上から2番目の線がPC3M-DMSO、上から3番目の線がGM02153-メタレスチン、一番下の線がPC3M-メタレスチンである。 図5は、膵臓原発性腫瘍または転移性病変のいずれかに由来する膵臓がん細胞株が、原発性腫瘍に由来する細胞よりも転移に由来する細胞の方が、より高いPNC有病率を示したことを表すグラフである(下記表1に細胞株説明、p<0.05)。この図は、メタレスチン処理が、NOD/IL2ガンマ(null)PANC1マウスにおいて、肺および肝臓への転移を減少させることを示している。PNC有病率(%)はy軸上、腫瘍のタイプ(原発性または転移性)はx軸上にある。 図6は、移植後8週間後に採取したNOD/IL2ガンマ(null)PANC1マウスの原発性腫瘍組織(35%[マウスグラィックの中央])由来の転移組織[マウスグラフィックでは、肝臓、脾臓、および肺を示す矢印のついた丸で示されている]で増加したPNC有病率を示すマウスグラフィックおよび棒グラフを含んでいる。PNC有病率を、SH54抗体で染色した凍結組織切片上で決定した。PNC有病率(%)はy軸上に、腫瘍の種類(すなわち、膵臓、脾臓、肝臓、および肺)はx軸上にある(p<0.05、**p<0.01、***p<0.001)。 図7は、処置の6週間後、肝臓および肺の臓器/腫瘍比によって測定される転移性沈着物が、メタレスチン25mg/kgを1日1回処置したマウスにおいて、ビヒクル処置した動物と比較して減少したことを示すグラフである(n=10匹のマウスを各コホートに無作為に割り付けた)(p<0.05、**p<0.01)。腫瘍に対する臓器比はy軸上に、肝臓(左)および肺(右)組織についての処置(ビヒクル、5mg/kg、または25mg/kg)はx軸上にある。 図8は、メタレスチン処置した動物の肝臓および肺は、ビヒクルで処置した動物と比較して転移性負担が減少していることを実証した病理検査の結果を示すグラフである(バー=250μm;分析したグループあたりn=4匹)(***p<0.001)。転移性沈着物はy軸上に、肝臓(左)および肺(右)組織についての処置(ビヒクルまたは25mg/kg)はx軸上にある。 図9は、メタレスチン処置した動物の肝臓および肺が、ビヒクルで処置した動物と比較して転移負担が減少していることを実証した組織学的検査の一例を示す説明図である。矢印は転移性腫瘍を示す。 図10は、処置した動物の原発性腫瘍がメタレスチン処置後に変化しなかったことを示すグラフである。体重変化はy軸上にある。ビヒクル(三角)、5mg/kg(四角)、および25mg/kg(丸)をグラフ上に示す。メタレスチン処置は良好な忍容性を示し、試験期間中、処置群間で有意な体重差は認められなかった。 図11は、メタレスチンがNSG PANC1マウスの原発性膵臓腫瘍および転移におけるPNCを分解することを示す一組のパネルである。腫瘍内のPNCを接種から12週間後に免疫蛍光により可視化した(PNCは最も薄い色をしており、矢印でマークされている)。原発性腫瘍および肝転移からの画像を示す(スケールバー=5μm)。ビヒクル処置した動物は、典型的で容易に検出可能なPNCを示した。PNCの有病率は減少し、メタレスチン処置した動物(25mg/kg IP、6週間毎日投与;解析したグループあたりn=4匹)では、残存するPNCは小さくなっているようだった。 図12は、原発性膵臓腫瘍および転移部位におけるPNC有病率に対するメタレスチンの効果を示す。PNC有病率(y軸)は、原発性腫瘍(膵臓)および肺、肝臓、および脾臓の転移性腫瘍において、メタレスチン処置(25mg/kg IP、6週間毎日投与)により減少した(**p<0.01)。腫瘍の種類(膵臓、肺、肝臓、および脾臓)は、x軸に沿っている。 図13は、メタレスチンまたはビヒクル処置後のマウスの生存率を示すグラフである。このグラフは、NSG PANC1膵臓がん転移モデルにおいて、メタレスチン処置が生存期間を延長することを示す。メタレスチン処置は、動物が一般的に臓器表面に巨大転移を示さない3D PANC1腫瘍細胞接種後6週間後に開始された、薬剤を添加した飼料(chow)(1日10mg/kgを投与するように設計された70ppm)を介して提供された。メタレスチン処置は、処置の90日を超える死亡を予防した。y軸に生存率、x軸上に処置後の日数を示す。メタレスチン処置は、生存率100%での灰色の実線であり、下降する黒線はビヒクルである(***p<0.001)。 図14は、メタレスチンまたはビヒクル処置後のマウスの生存率を示すグラフである。このグラフは、NSG PANC1膵臓がん転移モデルにおいて、メタレスチン処置が生存期間を延長することを示す。マウスが目に見える肝臓表面の沈着物を含む巨大転移を発症した後、メタレスチン処置は、薬剤を添加した飼料(chow)(1日10mg/kgを投与するように設計された70ppm)を介して提供された。メタレスチン処置は、ビヒクル処置したマウス(NIH 31 Haslan食)と比較して、マウスの生存時間を延長した。y軸に生存率、x軸上に治療後の日数を示す。メタレスチン処置は灰色の実線であり、黒線はビヒクルである(***p=0.007)。 図15は、死亡時のマウスの完全剖検後の例示的な組織を示す一連のパネルである。これらのパネルは、原発性腫瘍の大きさに検出可能な影響を与えることなく、メタレスチン処置した動物の肝臓における転移性疾患負担の減少を実証する。対照群の動物は、特に肝臓(*右中隔膜が厚いことを示す)において、ほぼ完全または完全な腫瘍による臓器置換を示したが、肺においては劣っていた。膵臓腫瘍は、比較において、両群で同様であった。ビヒクル処置した動物からの組織は左の2列にあり、メタレスチン処置した動物からの組織は右の2列にある。肝臓組織を上段に、肺組織を中段に、膵臓組織を下段に示す。 図16は、図14の研究から、ビヒクルおよびメタレスチン処置マウスにおける肝臓(転移性腫瘍を含む)および原発性膵臓腫瘍の平均サイズを示すグラフである(p<0.05)。臓器の大きさ(mm×mm)はy軸上に、腫瘍の種類はy軸上(転移性肝臓および原発性膵臓)である。ビヒクルは黒いバーで、メタレスチンは灰色のバーで表している。 図17は、メタレスチンを毎日処置することにより、定量的in vivoイメージングシステム(「IVIS」)(各群n=6)によって測定されるように肺転移が有意に減少したことを示すグラフである。発光(光子)はy軸上、処置(すなわち、ビヒクル、メタレスチン5mg/kgおよび25mg/kg)はy軸上である(p<0.05)。 図18は、腫瘍体積(y軸、単位:mm)によって測定されるように、メタレスチン処置が、SCに接種されたPC3M原発性腫瘍の増殖に対してわずかな効果を有していたことを示すグラフである。腫瘍移植後の日数は、x軸に沿っている(p<0.05)。 図19は、メタレスチン処置が、実験終了時の腫瘍体積(y軸、単位mm)および腫瘍重量によって測定されるように、患者の胸水(各群n=5)からの転移性細胞からなるPDXの増殖を効果的に阻害したことを示している。処置開始後の日数は、y軸に沿っている(**p<0.01)。 図20は、週ごとの体重評価が、処置群と対照群との間で有意差を示さなかったことを示すグラフである。処置した動物の体重は変化しなかった。メタレスチンで処置した動物は、ビヒクルで処置した動物とは対照的に、機敏でよく手入れされたままであった。 図21A~21Cは、未処理またはDMSOで処理した細胞で見られるように、核小体がその典型的な3つの部分構造を失い(矢印は、DFC、高密度繊維状部、FC、繊維状部、およびGC、顆粒部を示す)、HeLa細胞および腫瘍組織においてメタレスチンで処理した際に核小体キャッピング(拡大した挿入物)を発現することを示す一組のパネルである。代表的な電子顕微鏡写真は、7日間、ビヒクル(上)または10mg/kgメタレスチン(下)で処理したNSG PANC1マウスからのHeLa細胞(図21A;1μMで24時間処理)、原発性膵臓腫瘍(図21B)、および肝臓転移(図21C)について示す。マウスは、最後のメタレスチン投与の1時間後に採取された(挿入図は、核小体を示す)。スケールバー=1μm。図21A~24は、メタレスチン処理が核小体構造の変化を誘導することを示す。 図22A~22Cは、HeLa細胞(図22A)、原発性膵臓腫瘍(図22B)、および肝臓転移(図22C)において、メタレスチン処理した細胞株および組織において、平均核小体面積がビヒクル対照(P<0.0001)と比較して減少したことを実証したEM画像の定量的評価を示す3つのグラフである。100個の核小体を無作為に選択して分析し、((最大径+最短径)/2)×π)として核小体面積を計算した。平均核小体面積の比較は、Mann Whitney U検定、2-tailed、1群あたりn=4匹を用いて行った。 図23は、PNCの損失に対応するキャップ状構造(キャッピング)(矢印)へのPol I転写因子UBFの再分布に反映されるメタレスチン処理によって誘導された核小体構造の変化を示す一連のパネルである(左上パネル)。Mergeのパネルに示されるように、図21A~21CのEM画像に見られるように、UBFのキャッピングは、顆粒部から繊維状部の分離を反映している。スケールバー=5μm。 図24は、メタレスチンがリボソーム生合成を妨害することを示すパネルである。誘導性RPL29-GFP発現細胞株は、テトラサイクリンで処理するとRPL29-GFPを合成する(2番目の列)。テトラサイクリン誘導前に細胞を1μMメタレスチンで処理した場合、新たに合成されたタンパク質は、DMSO対照で処理した細胞(右から2番目のパネル)と比較して、核小体および核内に蓄積した(右端のパネル)。スケールバー=5μm。 図25は、C23/ヌクレオリン(左列)の核小体の標識の損失として示される核小体構造の変化に対応する、典型的な核小体標識から5分後のピンポイントへのBrU取り込みシグナルの再分布(左列から2番目)によって実証されるように、Pol I転写パターンが変化していることを示す一組のパネルである。メタレスチンで処理されたすべての細胞は、DMSOで処理された細胞(右パネル)のごく一部の細胞と比較して、核小体におけるBrU標識の変化を示した。図25~34は、メタレスチン処理が、rDNAクロマチン状態を変化させることなく、rDNAにおけるプレRNA合成およびPol Iの占有を減少させることを示す。 図26は、メタレスチン処理細胞におけるプレrRNAの5’ETSの減少を示すRT-PCR(左パネル)およびqRT-PCR(右パネル)の結果を示す。 図27は、メタレスチン処理細胞に存在する、RPA194、Pol IのラージサブユニットおよびUBFのタンパク質発現に変化がないことを示すウエスタンブロットの結果を示す。 図28は、ソラレン-架橋実験の結果を示しており、メタレスチンに曝露しても不活性rDNAクロマチンに対する活性rDNAクロマチンの比率が変化しないことを示す。 図29は、rDNAの構造を示す図である。 図30A~30Eは、メタレスチン処理が、プロモーターおよびコード領域を介してrDNA上のRPA194の占有を減少させるが、UBFは減少させないことを示す定量的なChIP評価を示す一組のグラフである(図30AはrDNAプロモーター、図30Bは5’ETS、図30Cは5.8S、図30Dは28S、および図30EはU12である)。 図31は、siRNAによるpol Iのノックダウンは、ウエスタンブロットによって測定されるようにRPA194の減少を示し、その量は、対照siRNA処理された細胞(1とした)との関係で定量化されたことを示す。 図32は、siRNAによるRPA194のノックダウンが、PNC有病率を低下させ、三日月形のPNC数を増加させたことを示す一組のパネルである(灰色部分)。 図33は、PNC有病率を示すグラフである。PNC有病率(%)はy軸上に、細胞の種類はx軸上にある(p<0.05)。 図34は、RPA194ノックダウン(上段、左列から2番目、白矢印)もまた、未処理および対照オリゴ処理細胞(下の2つのパネル)と比較して、核小体を破壊することを示す一組のパネルである。PNC構造は、未処理および対照オリゴ処理細胞(下2列)と比較して、三日月形(上段、左列、矢印)に変化した(p<0.05、**p<0.01)。すべての画像のスケールバー=5μm。 図35は、メタレスチンが、アンカービオチン化メタレスチン-eEF1A複合体への結合から組換えeEF1Aを効果的に打ち負かしたことを示すウエスタンブロットである。図35~40Cは、メタレスチンがeEF1A2を特異的に結合することを示す。eEF1A2の増加は、PNCおよび転移形成を促進する。 図36は、PC3M細胞溶解液を用いた熱安定性アッセイにおいて、メタレスチン処理がeEF1Aを安定化させたことを示すゲルである。DMSOが上のパネルであり、メタレスチンが下のパネルである。 図37は、メタレスチン1μMで24時間処理した際に、eEF1Aタンパク質の量に変化がなかったことを示すウエスタンブロット分析を示す。 図38は、グラフとパネル一式である。上は、HA-eEF1A2の過剰発現が、核あたりのPNCの数を増加させたことを示している(スキャターPNC有病率:2個以上のPNCを含む細胞の数);n=300細胞(バー=2μm)。グラフは、全体のPNC有病率を有意に増加させなかったことを示している。スキャターは薄い灰色のバーで表され、スキャターなしは黒のバーで表される。PNC有病率(%)はy軸上にあり、eEF1A2、eEF1A1および未処理はx軸に沿っている(p<0.05、**p<0.01)。 図39は、PC3M細胞におけるeEF1A2の過剰発現が、PNC分解に対するメタレスチンのIC50を増加させたことを示すグラフである。PNC有病率(%)はy軸上に、log[M]メタレスチンはy軸上にある。eEF1A2は丸で示され、対照ベクターは四角で示されている。 図40A~40Bは、空ベクター(対照)またはeEF1A2(eEF1A2 O.E.)で形質導入した6×10のPANC1 3DスフィアをNSGマウスの膵臓の尾部に注入したときの結果を示す。両群からのマウスを、移植後6週間後に採取し、剖検にかけた。図40Aは、前(上パネル)および後(下パネル)の肝臓表面の巨視的画像が、空ベクター対照(左、採取した肝臓)よりもPANC eEF1A2動物の方がより高い転移性負荷を示したことを示す。肝臓の組織病理学的画像(H&E染色)(黒スケールバー=250μm、白スケールバー=100μm)をマクロ画像の右に示す。挿入図は、代表的な転移性病変を示す。図40Bは肝臓転移の定量化を示し、PANC1 eEF1A2 O.E.動物(1群あたり分析した動物n=4)において、肝臓転移がより高い転移性負担を有していたことを示している(p<0.05)。肝臓転移数(mm3)はy軸上に、対照およびeEF1A2 O.Eはx軸上にある。 図41は、HeLa細胞へのsiRNAトランスフェクションの72時間後に、eEF1A1 RNAではなくeEF1A2 RNAが、RT-PCRによって測定されるように減少したことを示すゲルである。図41~45Bは、eEF1A2の減少が、メタレスチンと同様の核小体およびPNCの破壊を誘導することを示す。 図42は、qRT-PCRがsiRNAトランスフェクトされた細胞においてeEF1A2 RNAの減少を示したことを示すグラフである。eEF1A2 RNAの相対的なレベルは、y軸上にある(**p<0.01)。 図43は、eEF1A2 siRNAでのトランスフェクションの72時間後に、qRT-PCRによって測定されたように、5’ETS RNAの量が減少したことを示すグラフである。 図44は、siRNAトランスフェクトされた細胞において、免疫蛍光を用いて、核小体およびPNCの破壊が検出されたことを示すパネルである。eEF1A2ノックダウン細胞におけるPNCは、一般的に三日月形(矢印)、およびプレRNAプロセッシング因子フィブリラリンを認識する抗体で免疫標識された分離した核小体(キャッピング、矢印)を示した;n=500細胞。スケールバー=5μm。 図45A~45Bは、PNC有病率が控えめに減少(図45A)および核小体破壊率が増加(図45B)したことを示すグラフである(図45B)。追加24時間のsiRNA後のHA-eEF1A2(黒いバー)のトランスフェクションは、PNC有病率(図45A、黒いバー)および核小体破壊(図45B、灰色のバー)を部分的に救済した(p<0.05、**p<0.01)。 図46は、単回投与、腹腔内注射として投与したときのメタレスチンの血漿薬物動態(「PK」)を示す。雌BALB/cマウス(n=3)にメタレスチンを単回投与し、SCID-beigeマウス(n=3)には時点ごと反復投与した。反復投与試験マウスには、4週間毎日腹腔内注射を行い、最後の投与から24時間後に濃度を測定した。メタレスチンは、5%NMP+20%PEG400+75%(水中10%HP-β-CD)で製剤化した。 図47は、電子顕微鏡によって観察されるメタレスチン誘導核小体構造変化を示す一組のパネルである。核小体の構造は、未処理またはDMSOで処理した細胞に見られる典型的な3つの部分構造(DFC、高密度繊維状部、FC、繊維状部、およびGC、顆粒部は、矢印とラベルで特定されている)を失い、HeLa細胞で24時間メタレスチン1μMで処理すると、高度に分離(メタレスチンパネル)になる。しかし、処理を停止すると、核小体の回復が可能になる(メタレスチン回復パネル)。スケールバー=500nm。 図48は、同様の変化がPANC1およびPC3M細胞(左の2枚のパネル)で観察されるが、処理した正常な肝臓組織(右のパネル)では観察されないことを示す一組のパネルである。スケールバー=1μmである。 図49A~49Cは、図48のEM画像の定量的評価を示すグラフである。図49は、処理したがん細胞株(図49A~49B)では核小体体積が減少したが、処理した正常肝組織(図49C)では減少しなかったことを実証した(****p<0.0001)。 図50は、メタレスチン処理細胞における核小体構造の変化を示す一組のパネルである。核小体構造の変化(矢印の中のUBF標識)は、PNCの損失と密接に関連している。メタレスチン処理(1μM、18時間)は、3つの細胞株、PANC1、PC3M、およびHeLaでテストした。メタレスチン処理細胞におけるPol I転写因子UBFのキャッピングは、マージした画像(矢印で示す)に示すように明らかである。スケールバー=10μm。 図51は、メタレスチン処理細胞におけるPol I転写因子のキャッピング構造を示す一組のパネルである。Pol I転写因子であるUBF(左から2番目の列)、RPA194(左の列)、およびプレリボソームRNAプロセシング因子NOPP140(中央の列)は、メタレスチン処理細胞において同様のキャッピング構造を示した。スケールバー=10μm。 図52は、2つのプレリボソームRNAプロセッシング因子、フィブリラリンおよびNOPP140の免疫標識が、メタレスチン処理細胞においてキャップ様構造を実証したことを示す一組のパネルである(矢印)。スケールバー=5μm。 図53は、同じプロトコル(1μM、18時間)でメタレスチン処理した正常線維芽細胞株GM02153において、Pol I転写因子のキャッピングが明らかではなかったことを示す一組のパネルである。これらの細胞は、PTB標識が核周囲エンリッチ標識を示さなかったので、PNCを有していない。これらの細胞において、UBFは5μMで処理しても完全にキャップされた状態にはならなかった。スケールバー=5μm。 図54は、メタレスチン処理した細胞において、核小体キャッピングで改変された核小体がUBFの免疫標識によって検出され得ることを示す一組のパネルである。新たに合成されたGFP-RPL29は核内に入り、歪んだ核小体に局在したが、メタレスチン処理細胞では成熟リボソームに組み立てられず、細胞質に輸送されなかった。スケールバー=10μm。 図55は、メタレスチン(1μM、5時間)で処理した後、安定的にトランスフェクトしたHeLa細胞をGFP-RPL29融合タンパク質を発現するように誘導したときに、GFP-RPL29発現が有意に変化しなかったことを示すゲルである。図54および55は、メタレスチン処理細胞におけるPol II転写、翻訳、または細胞質-核トラフィッキングにメタレスチン処理の影響がないことを併せて示している。 図56は、メタレスチン処理細胞において、DNA損傷応答、細胞周期、またはPol II転写に影響がないことを示すウエスタンブロットである。具体的には、DNA損傷応答シグネチャーのリン酸化タンパク質またはp53のウエスタンブロット分析である。 図57A~57Cは、細胞を1μMのメタレスチンで24時間処理したときに有意な変化がなかったことを示すグラフである。図57Aはリン酸化されたyH2AXであり、図57Bはp53BP1であり、図57Cはp-p53である。細胞株はx軸に沿っており、変化量はy軸上にある。DMSOは黒いバーで表され、メタレスチンは灰色のバーで表される。 図58は、フローサイトメトリーによるDNA含有量の細胞周期分析を示すグラフである。この研究は、2つの異なる濃度でのメタレスチン処理の24時間以内に有意な細胞周期ブロックが存在しないことを示している。細胞周期相(%)は、y軸上にある。 図59は、メタレスチン処理細胞におけるCUGBPおよびSC35の免疫標識が、α-アマニチンによるpol II転写阻害中に見られるそれらの標識パターンのシグネチャー変化を示さなかったことを示す一組のパネルである。α-アマニチン処理は、タンパク質の細胞質再配置を誘導するが、PNCに局在するタンパク質には影響を与えない(右上パネル、矢印)のに対し、メタレスチン処理は、CUGBPの細胞質リロケーションを引き起こすことなくPNCを分解した(中上パネル)。同様に、メタレスチン処理は、丸い凝集体を誘導するα-アマニチン(右下パネル、矢印)とは異なり、斑点状の分布パターンに有意な影響を与えなかった(中下パネル)。スケールバー=5μm。 図60は、PNCの分解におけるビオチン-メタレスチンの効果を示す一組のパネルである。メタレスチンとビオチン-メタレスチンの効果を、24時間1μMで処理したPC3M細胞または未処理のPC3M細胞で比較した。矢印はPNCを示す。スケールバー=5μm。 図61は、トランスフェクトされた細胞におけるeEF1A2-HAの発現を示す。このタンパク質は細胞質において優勢である。SH54を用いた免疫標識は、PTBの核質およびPNCの分布を実証している。トランスフェクション効率は約70%であった。(***p<0.001)。スケールバー=20μm。 図62は、メタレスチン処理細胞におけるPol II転写、翻訳、または細胞質-核トラフィッキングにメタレスチン処理の影響がなかったことを示すグラフである。具体的には、安定的にトランスフェクトされたHeLa細胞を、メタレスチン処理(1μM、5時間)後にGFP-RPL29融合タンパク質を発現するように誘導した。GFP-RPL29の発現は有意に変化しなかった。 図63は、メタレスチン処理後のPANC1細胞の薬物応答を示すグラフである。相対的な細胞増殖は、72時間後にDMSO対照サンプル(1.0に設定)に正規化したCELLTITERGLO(登録商標)により測定した。平均細胞生存率の値は、3回繰り返して行った少なくとも2回の独立した実験からの平均の標準誤差(SEM)でプロットされている。 図64は、PANC1 NSGマウスにおける転移性がんの進行を示している。NSGマウスにスフェロイドとして増殖したPANC-luc細胞由来のルシフェラーゼ発現3D PANC1-luc細胞6万個を膵臓内に注入した後、約4週間で門脈周囲浸潤(白矢印)を伴う微小転移(黒矢印)が発生した(代表的なH&E染色、-スケールバー=250μm、白スケールバー=100μm)。表面に目に見える転移を伴う巨大転移(-で示す)は8週間後に発生した。は壊死を示す。タイムラインは上部に描かれている。 図65は、N-(6-(3-((3-(トランス-4-ヒドロキシシクロヘキシル)-4-イミノ-5,6-ジフェニル-3,4-ジヒドロ-7H-ピロロ[2,3-d]ピリミジン-7-イル)メチル)フェニル)ヘキシ-5-イン-1-イル)-5-((3aS,4S,6aR)-2-オキソヘキサヒドロ-1H-チエノ[3,4-d]イミダゾール-4-イル)ペンタナミド(ビオチン-メタレスチン)の合成を示す。具体的には、Roth and Eger(Synthesis of 2-amino-3-cyano-pyrroles (author’s transl), ArchPharm (Weinheim), 308: 179-85 (1975))の手順を用いて、修正されたVoigt反応/Knoevenagel縮合配列を行った。こうして、ベンゾイン(5.26g,24.8mmol)、3-ブロモベンジルアミン(4.61g、24.8mmol)、およびトリフルオロ酢酸(0.14g、1.24mmol、0.05 equiv.)をディーン-スタークトラップに接続した還流下で1時間加熱し、混合物をオイルバスから取り出した。マロノニトリル(4.91g、74.3mmol、3.0 equiv.)を混合物に添加し、反応を再びディーン-スタークトラップに接続した還流下で1時間加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、19時間撹拌すると、暗赤色の固体として粗ピロールが得られた。生成物をエチルエーテルで析出させ、固体を濾液が無色になるまで追加のエチルエーテルで洗浄したところ、淡紫色のピロール生成物(6.80g、15.87mmol、64%収率)が得られ、これを精製せずに使用した。Rf = 0.53 (50%EtOAc/ヘキサン); mp = 184-190℃; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 4.96 (s, 2 H), 6.80 (d, J = 7.8 Hz, 1 H), 7.03-7.28 (錯体, 12 H), 7.43 (d, J = 9.0 Hz, 1 H); 13C NMR (101 MHz, DMSO-d6, APTパルス配列) δ d (CH, CH3): 125.6, 126.6, 128.3, 128.5, 128.9, 129.0, 129.6, 130.4, 131.1, 131.5; u: (C, CH2): 45.4, 118.4, 120.7, 122.0, 124.0, 131.3, 133.9, 140.4, 149.1; IR 2203, 1632 cm-1; C24H19BrN3 [M + H]+ 428.0757のために計算されたHRMS(ESI)m/zは、428.0749。 図66A~66Bは、バイオマーカーFoxA1(図66A)およびFoxO6(図66B)の相対発現を示すグラフである。相対発現はy軸上にあり、メタレスチンのAUC0-24時間(hr*ng/mL)は両方のグラフにおいてx軸上にある(FoxA1についてはR=0.9999;p=0.0076ならびにFoxO6についてはR2=0.9952;p=0.0440)。
発明の詳細な説明
製剤
発明の実施形態として、式(I):
(式中、Rが、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、シクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキルアルキル、チオシクロアルキル、アルコキシシクロアルキル、アルキルチオシクロアルキル、ジアルキルアミノアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、アリールアルキル、アリールアルキルピペリジン-4-イル、アリールピペラジニルアルキルまたはヘテロアリールアルキル、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、および
が、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、またはヘテロアリールアルキルであって、
およびRは、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノスルホニル、ヒドロキシル、パーフルオロアルコキシ、アルキレンジオキシ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基でアリールおよび/またはアルキル部分で置換されてもよい)の化合物またはその医薬上許容し得る塩を含む製剤を提供する。
一つの実施形態において、Rは、O、NおよびSからなる群より選ばれる少なくともひとつのヘテロ原子を有する5もしくは6員ヘテロシクリル基;ヒドロキシC-Cシクロアルキル基;ヒドロキシC-Cアルキル基;N,N-ジ(C-Cアルキル)アミノC-Cアルキル基;C-CアルコキシC-Cアルキル基;ヘテロアリールC-Cアルキル基;ヘテロシクリルC-Cアルキル基;フェニル環が1つ以上のC-Cアルコキシ基で置換されたフェニルC-Cアルキル基;N-ベンジルピペラジニル;N-フェニルピペラジニルアルキル;アルキルがヒドロキシ基で置換されたフェニルC-Cアルキル基;または5もしくは6員ヘテロアリールアミノC-Cアルキル基(式中、ヘテロアリール基はO、NおよびSからなる群より選ばれる少なくともひとつのヘテロ原子を有する)である。
一つの実施形態において、Rは、下記から選ばれる:
一つの実施形態において、Rはフェニル、Rはフェニル、Rはベンジル、およびRは下記構造のいずれであってもよい:
一つの実施形態において、Rはフェニル、Rはフェニル、Rはベンジル、およびRは下記構造のいずれであってもよい:
一つの実施形態においてRはメトキシベンジル、Rはフェニル、Rはフェニル、およびRは下記構造のいずれであってもよい:
一つの実施形態において、Rはフェニルエチル、Rはフェニル、Rはフェニル、およびRは下記構造のいずれであってもよい:
一つの実施形態において、Rは、4-アミノスルホニルベンジル、4-トリフルオロメトキシベンジル、4-メトキシベンジルまたはシクロプロピルメチル、およびRは下記構造のいずれであってもよい:
一つの実施形態において、Rは、ヘテロアリールC-Cアルキルである。
一つの実施形態において、Rはフェニル、Rはフェニル、R
およびRは下記から選ばれる:
一つの実施形態において、Rはフェニル、Rはフェニル、Rはベンジル、およびRは以下である:
一つの実施形態において、式(I)の化合物は、メタレスチンである(U.S.Patent No.9,663,521を参照、その全体が本明細書に組み込まれる)。
本発明の一つの実施形態として、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8カプリリック/カプリックグリセリドを含む医薬上許容し得る界面活性剤を含む製剤を提供する。一つの実施形態において、製剤は、以下のいずれか一つの方法で投与される:経口、エアゾール、経鼻、肺、非経口(例えば、静脈内[“IV”]、皮下、皮内に、または筋肉内)、皮下、静脈、筋肉内、腹腔内、髄腔内、腫瘍内、局所、直腸、および経膣。好ましくは、製剤は経口投与に適する。
1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドの適切な供給源は、LABROSOL(登録商標)(Gattefosse,Lyon,Franceから入手可能)である。好ましくは、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドの供給源は、LABROSOL(登録商標)ALF(Gattefosse)である。
一つの実施形態において、経口製剤は、LABROSOL(登録商標)(Gattefosseから入手可能)を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、LABROSOL(登録商標)ALF(Gattefosse)を含む。
製剤は、約0.1から約90wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含有しうる。一つの実施形態において、製剤は、約1から約90wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約50から約85wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約65から約85wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約75から約85wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約80wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。
経口製剤は、約0.1から約90wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含有しうる。一つの実施形態において、経口製剤は、約1から約90wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約50から約85wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約65から約85wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約75から約85wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約80wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。
製剤は、約0.1から約75wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含有しうる。一つの実施形態において、製剤は、約1から約70wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約25から約65wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約30から約60wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約40から約50wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、製剤は、約45wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。
経口製剤は、約0.1から約75wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含有しうる。一つの実施形態において、経口製剤は、約1から約70wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約25から約65wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約30から約60wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約40から約50wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約45wt%の医薬上許容し得る界面活性剤を含む。
また、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む製剤は、カプリル酸を含有しうる。一つの実施形態において、製剤は、約0.1から約50wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、製剤は、約1から約50wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、製剤は、約3から約40wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、製剤は、約5から約30wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、製剤は、約5から約15wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、製剤は、約10wt%のカプリル酸を含む。
一つの実施形態において、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む製剤は、約15から約25wt%のカプリル酸も含む。一つの実施形態において、製剤は、約20wt%のカプリル酸を含む。
1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む経口製剤は、カプリル酸も含有する。一つの実施形態において、経口製剤は、約0.1から約50wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約1から約50wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約3から約40wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約5から約30wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約5から約15wt%のカプリル酸を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約10wt%のカプリル酸を含む。
一つの実施形態において、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む経口製剤は、約15から約25wt%のカプリル酸も含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約20wt%のカプリル酸を含む。
1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む製剤は、水も含有し得る。製剤は、約0.1から約95wt%の水を含有しうる。一つの実施形態において、経口製剤は、約0.1から約90wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約0.1から約85wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約0.1から約80wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約0.1から約75wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約1から約70wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約25から約65wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約30から約60wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は、約40から約50wt%の水を含む。一つの実施形態において、製剤は約45wt%の水を含む。
1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む経口製剤は、水も含有し得る。経口製剤は、約0.1から約95wt%の水を含有しうる。一つの実施形態において、経口製剤は、約0.1から約90wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約0.1から約85wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約0.1から約80wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約0.1から約75wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約1から約70wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約25から約65wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約30から約60wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約40から約50wt%の水を含む。一つの実施形態において、経口製剤は、約45wt%の水を含む。
医薬上許容し得る界面活性剤に加えて、経口投与に適した製剤としては、(a)希釈剤(例えば、水、生理食塩水、またはジュース)中に溶解した治療有効量の化合物などの液体溶液、(b)カプセル、サシェ、錠剤、ロゼンジ、およびトローチ、それぞれ固形または顆粒として有効成分を所定の量を含有する、(c)粉末剤、(d)適当な液体中の懸濁剤、および(e)適当なエマルジョン、などが挙げられる。液体製剤は、希釈剤、例えば、エタノール、ベンジルアルコール、およびポリエチレンアルコールを医薬上許容し得る界面活性剤、懸濁剤、または乳化剤の添加の有無にかかわらず含むことができる。カプセルの形態は、例えば、追加の界面活性剤、滑沢剤、および不活性充填剤(ラクトース、スクロース、リン酸カルシウムおよびトウモロコシデンプンなど)を含む通常のハードまたはソフトシェルゼラチンタイプのものであり得る。錠剤形態は、ラクトース、スクロース、マンニトール、トウモロコシデンプン、馬鈴薯デンプン、アルギン酸、結晶セルロース、アカシア、ゼラチン、グアーガム、コロイダル二酸化ケイ素、クロスカルメロースナトリウム、タルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸、および他の賦形剤、着色剤、希釈剤、緩衝剤、崩壊剤、湿潤剤、保存剤、香味料、および薬理学的に適合する賦形剤の1つ以上を含むことができる。ロゼンジ形態は、有効成分を香味剤(通常はスクロースおよびアカシアもしくはトラガント)中に含むことができ、同様に、パスティル(pastille)は有効成分を不活性基剤(ゼラチンおよびグリセリン、またはスクロースおよびアカシア)中に含むことができる。エマルジョン、ゲルなどは、有効成分に加えて当技術分野で公知の賦形剤を含有する。
好ましくは、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む製剤は、経口製剤および懸濁剤である。
好ましくは、1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよび1つ以上のPEG-8 カプリリック/カプリックグリセリドを含む製剤は、経口製剤およびピルである。ピルは、錠剤またはカプセル剤(ハード又はソフト)である。
本発明の一実施態様として、1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む医薬上許容し得る界面活性剤を含む製剤を提供する。一つの実施形態において、製剤は下記方法のいずれか一つによって投与される:経口、エアゾール、経鼻、肺、非経口(例えば、IV、皮下、皮内、または筋肉内)、皮下、静脈、筋肉内、腹腔内、髄腔内、腫瘍内、局所、直腸、および経膣。好ましくは、製剤は、静脈投与に適している。
1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルの適切な供給源はSolutol HS 15である。
一つの実施形態において、製剤は、約1から約60wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、製剤は、約5から約55wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、製剤は、約10から約50wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、製剤は、約15から約45wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、製剤は、約20から約40wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、製剤は、約25から約35wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、製剤は、約30wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。
一つの実施形態において、IV製剤は、約1から約60wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約5から約55wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約10から約50wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約15から約45wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約20から約40wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約25から約35wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約30wt%の1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む。
一つの実施形態において、製剤は、約1から約60wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、製剤は、約5から約55wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、製剤は、約10から約50wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、製剤は、約15から約45wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、製剤は、約20から約40wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、製剤は、約25から約35wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、製剤は、約30wt%のSolutol HS 15を含む。
一つの実施形態では、IV製剤は、約1から約60wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約5から約55wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約10から約50wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約15から約45wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約20から約40wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約25から約35wt%のSolutol HS 15を含む。一つの実施形態において、IV製剤は、約30wt%のSolutol HS 15を含む。
好ましくは、IV製剤は、水を含む。
好ましくは、IV製剤は、生理食塩水を含む。
治療方法
本発明の一実施形態としては、哺乳動物の膵臓腺がんを治療する方法を提供し、該方法はそれを必要とする哺乳動物に式(I):
(R、R、RおよびRは、本発明の態様によって本明細書に記載の通り)の化合物またはその医薬上許容し得る塩を、哺乳動物の膵臓腺がん治療に有効な量で投与する工程を含む。
一つの実施形態において、該方法は、式(I)の化合物を別の処置と一緒に投与する工程を含む。追加の処置は、放射線処置であってもよい。放射線処置は、膵臓腺がんの治療に使用される如何なる適切な放射線処置であってもよい。
追加の処置は化学療法剤であってもよい。化学療法剤は、如何なる適切な化学療法剤でもよく、例えば、化学療法剤は、アスパラギナーゼ、ブスルファン、カルボプラチン、シスプラチン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、フルオロウラシル、ゲムシタビン、ヒドロキシ尿素、メソトレキセート、パクリタキセル、リツキシマブ、ビンブラスチン、およびビンクリスチンからなる群より選ばれてもよい。好ましくは、化学療法剤はゲムシタビンである。
化学療法剤は、式(I)の化合物を一緒に連続して投与することができる。化学療法剤は、式(I)の化合物の前に投与することができる。化学療法剤は、式(I)の化合物の後に投与することができる。
ゲムシタビンは、式(I)の化合物を一緒に連続して投与することができる。ゲムシタビンは、式(I)の化合物の前に投与することができる。ゲムシタビンは、式(I)の化合物の後に投与することができる。
化学療法剤は、式(I)の化合物と同時に投与することができる。
ゲムシタビンは、式(I)の化合物と同時に投与することができる。
投与すると、式(I)の化合物は、膵臓がんが転移する可能性を減少させる。腫瘍が既に転移している場合、式(I)の化合物を投与すると、転移性腫瘍の数または体積が減少する可能性がある。一つの実施形態では、哺乳動物は、ステージIの膵臓腺がんを有する。一つの実施形態では、哺乳動物は、ステージIIの膵臓腺がんを有する。一つの実施形態では、哺乳動物はステージIIIの膵臓腺がんである。一つの実施形態では、哺乳動物はステージIVの膵臓腺がんを有する。
一つの実施形態において、哺乳動物は転移性膵臓腺がんを有する。
さらなる実施形態では、式(I)の化合物の投与は、確立された転移巣のさらなる転移を減少させるか、または遅延させる。さらに、式(I)の化合物の投与は、転移の量または大きさを減少させるかもしれない(例えば、約90%、約80%、約70%、約60%、約50%、約40%、約30%、約20%、約10%、または約5%)。
式(I)の化合物は、1つ以上の膵臓腺がん腫瘍が哺乳動物から摘出される前に投与されてもよい。式(I)の化合物は、1つ以上の膵臓腺がん腫瘍が哺乳動物から摘出された後に投与されてもよい。腫瘍は、例えば、手術によって摘出されてもよい。
一つの実施形態では、治療方法は、哺乳動物の細胞内の核周囲コンパートメントの破壊をもたらす。
一つの実施形態において、治療方法は、哺乳動物の細胞内の核周囲コンパートメントの有病率の低下をもたらす。
一つの実施形態において、治療方法は、哺乳動物の転移性がん細胞が産生するアデノシン三リン酸(ATP)レベルの低下をもたらす。
一つの実施形態において、治療方法は、哺乳動物のがん細胞のコロニー形成の減少をもたらす。
一つの実施形態において、治療方法は、哺乳動物のがん細胞の遊走の減少をもたらす。
本明細書で使用される「治療する(treat)」という用語およびその語源となる言葉は、必ずしも100%または完全な治療を意味するものではない。むしろ、潜在的な利益または治療効果を有すると当業者が認識する治療の程度は様々である。この点において、本発明の方法は、哺乳動物におけるがんの任意の量の任意のレベルの治療を提供することができる。さらに、本発明の方法によって提供される治療としては、治療または予防されるがんの1つ以上の状態または症状の治療が挙げられる。例えば、治療としては、腫瘍の退縮を促進することが挙げられる。
投薬
投与される化合物の治療有効量は、所望の効果および上述の要因に応じて変化し得る。一つの実施形態では、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから80mg/kgの間である。一つの実施形態では、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから70mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから60mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから50mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから40mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから30mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから20mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから10mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから9mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから8mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから7mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから6mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから5mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから4mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから3mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから2mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.1mg/kgから1mg/kgの間である。
一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.5mg/kgから1.5mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の0.8mg/kgから1.2mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は約1mg/kgである。
一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の1.5mg/kgから2.5mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の1.8mg/kgから2.2mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、約2mg/kgである。
一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の4.5mg/kgから5.5mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、対象者の体重の4.8mg/kgから5.2mg/kgの間である。一つの実施形態において、投与量は、約5mg/kgである。
本明細書に開示される投与量は、毎日投与することができる。投与量は、1日に1回、または1日に1回以上投与することができる。投与量は、他の処置と同時にまたは連続的に投与することができる。
哺乳動物
本明細書の方法は、式(I)の化合物の有効量を、膵臓腺がんに罹患している動物に投与することを含む。好ましくは、動物は哺乳動物である。より好ましくは、哺乳動物はヒトである。
用語「哺乳動物」としては、マウスなどのRodentia目、ウサギなどのLogomorpha目などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。哺乳動物は、フェリヌス目(ネコ)、イヌ目(イヌ)などの肉食動物目(Carnivora)に属するものであることがより好ましい。哺乳動物が、ウシ(牛)およびブタ(豚)などの偶蹄目(Artiodactyla)、またはイコ(馬)を含むPerssodactyla目に属するものであることがより好ましい。哺乳類は、霊長目、セボイド目、シミオイド目(サル)、またはアントロポイド目(ヒトおよび類人猿)であることが最も好ましい。特に好ましい哺乳類は、ヒトである。さらに、対象は、前記宿主、特に哺乳類(例えば、ヒト)のいずれかの胎児でありえ、この場合、対象または対象の細胞の任意のスクリーニング、または対象または対象の細胞への化合物の投与は、胎内で行うことができる。
バイオマーカー
本発明の一つの実施形態は、哺乳動物からの膵臓腺がん腫瘍サンプル中のFoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する方法を提供する。ここで、哺乳動物は式(I)の化合物を投与されている。該方法は、哺乳動物から第1の膵臓腺がん腫瘍サンプルを提供する工程、腫瘍サンプルをアッセイして、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルを決定する工程、哺乳動物から第2の膵臓腺がん腫瘍サンプルを提供する工程、第2の腫瘍サンプルをアッセイして、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルを決定する工程、および(i)FoxA1の第2の決定された発現レベルに対するFoxA1の第1の決定された発現レベルおよび(ii)FoxO6の第1の決定された発現レベルとFoxO6の第2の決定された発現レベルとを比較、の一方または両方を比較して、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する工程を含み、ここで哺乳動物から第2の腫瘍サンプルを摘出する前に、第1の腫瘍サンプルが哺乳動物から摘出される。
FoxA1は、肝細胞核内因子3-α(HNF-3A)とも呼ばれる。FoxA1は、ヒトにおける遺伝子FOXA1によってコードされている。FOXA1の配列は公開されている(例えば、NCBIのデータベース、Gene ID:3169を参照)。
FoxO6は、ヒトにおける遺伝子FOXO6によってコードされている。FOXO6の配列は公開されている(例えば、NCBIのデータベース、Gene ID:100132074を参照)。
一つの実施形態では、該方法は、対象から第1のサンプルを得ることを含む。一つの実施形態では、第1のサンプルは、膵臓腺がん組織サンプルである。対象から第1のサンプルを得ることは、当技術分野で公知の任意の適切な方法で実施することができ、サンプルは、任意の適切な供給源、例えば、腫瘍切除材料または腫瘍生検(すなわち、グロス生検または細針生検)からのものであってもよい。
一つの実施形態では、該方法は、対象から第2のサンプルを得ることを含む。一つの実施形態では、第2のサンプルは、膵臓腺がん組織サンプルである。対象から第2のサンプルを得ることは、当技術分野で公知の任意の適切な方法で実施することができ、サンプルは、任意の適切な供給源、例えば、腫瘍切除材料または腫瘍生検(すなわち、グロス生検または細針生検)からのものであってもよい。
第1および第2のサンプルは、異なる方法で得られたものであってもよい。第1のおよび第2のサンプルは、腫瘍の異なる部位または臓器の異なる部位から得られたものであってもよい。
一つの実施形態では、該方法は、第1および第2のサンプルをアッセイしてサンプル中のFoxA1のレベルを検出する工程を含む。例えば、FoxA1タンパク質は、サンプルから精製し(部分的または実質的のいずれか)、1つ以上のFoxA1タンパク質を認識する抗体を用いる免疫組織学的技術(例えば、ウエスタンブロッティング、ELISA、免疫沈降法など)を介してアッセイすることができる。その際には、アッセイは、サンプルをFoxA1タンパク質に特異的に結合する抗体に接触させ、それにより複合体を形成させその複合体を検出する工程を含んでもよい。一つの実施形態において、第1及び第2のサンプルは、精製され、同じまたは同様の技術を介してアッセイされる。
一つの実施形態では、FoxA1タンパク質は、配列番号:19のアミノ酸配列を含む。一つの実施形態において、FoxA1タンパク質は、配列番号:19に対して、少なくとも約30%、約50%、約75%、約80%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%、同一でありうる。
一つの実施形態では、該方法は、第1および第2のサンプルをアッセイしてサンプル中のFOXO6のレベルを検出する工程を含む。例えば、FoxO6タンパク質は、サンプルから精製し(部分的または実質的のいずれか)、1つ以上のFoxO6タンパク質を認識する抗体を用いる免疫組織学的技術(例えば、ウエスタンブロッティング、ELISA、免疫沈降法など)を介してアッセイすることができる。その際には、アッセイは、サンプルをFoxO6タンパク質に特異的に結合する抗体に接触させ、それにより複合体を形成させその複合体を検出する工程を含んでもよい。一つの実施形態において、第1及び第2のサンプルは、精製され、同じまたは同様の技術を介してアッセイされる。
一つの実施形態では、FoxO6タンパク質は、配列番号:20のアミノ酸配列を含む。一つの実施形態において、FoxO6タンパク質は、配列番号:20に対して、少なくとも約30%、約50%、約75%、約80%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、または約100%、同一でありうる。
第1及び第2のサンプルをアッセイすることにより、バイオマーカー発現のレベルの変化を決定することができる。一つの実施形態において、第1のサンプルは、式(I)の化合物を哺乳動物に投与する前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態において、第2のサンプル中の一方または両方のバイオマーカーのレベルをそれぞれのバイオマーカーの哺乳動物の処置前レベルと比較する(第1のサンプルでアッセイすることにより公知)。
一つの実施形態では、第1のサンプルは、式(I)の化合物の第1回の投与の1週間以内に哺乳動物から採取する。一つの実施形態において、第1のサンプルは、式(I)の化合物の第1回の投与の2週間以内に哺乳動物から採取する。
一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも1週間前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態において、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも2週間前に哺乳動物から採取する。
一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも3週間前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも4週間前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも5週間前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも6週間前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも7週間前に哺乳動物から採取する。一つの実施形態では、第1のサンプルは、第2のサンプルを哺乳動物から採取する少なくとも8週間前に哺乳動物から採取する。
第2のサンプル中の哺乳動物のFoxA1発現のレベルが、第1のサンプル中の哺乳動物のFoxA2発現のレベルを下回る場合、哺乳動物は、式(I)の化合物を投与されない場合と比較して、式(I)の化合物に対する好ましい応答(転移性腫瘍がより少ないか、またはより小さい)を有することが予測される。第2のサンプル中の哺乳動物のFoxO6発現のレベルが第1のサンプル中のFoxO6発現のレベルを上回る場合、哺乳動物は、式(I)の化合物を投与されない場合と比較して、式(I)の化合物に対する好ましい応答(転移性腫瘍が少ないか、またはより小さい)を有することが予測される。
一つの実施形態では、膵臓腺がんの治療方法は、第1のサンプルと比較して第2のサンプルにおいて、より低いレベルのFoxA1および/またはより高いレベルのFoxO6の発現を有するとの哺乳動物の決定を受けること(より低いレベルのFoxA1またはより高いレベルのFoxO6発現は、本発明の一実施形態に従った方法によって決定される)、式(I)の化合物の投与に対する臨床応答を予測すること、および哺乳動物が、第1のサンプルと比較して第2のサンプルにおいて、より低いレベルのFoxA1および/またはより高いレベルのFoxO6の発現を有する場合に、哺乳動物に式(I)の化合物を投与することにより、哺乳動物の膵臓腺がんを治療することを含む。
本明細書で使用されるように、「臨床応答を予測する」という表現は、式(I)の化合物の投与後に、転移性腫瘍の数または大きさまたは体積が対象において減少する可能性が高いかどうかを決定することを指す。
本明細書で請求される場合、用語「バイオマーカー」は、FoxA1またはFoxO6を指す。
式(I)の化合物
今般、本明細書で一般的に使用される専門用語を参照すると、用語「アルキル」は、例えば、約1から約6個の炭素原子、好ましくは約1から約4個の炭素原子、より好ましくは約1から約2個の炭素原子を含む直鎖または分枝状のアルキル置換基を意味する。かかる置換基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソアミル、ヘキシル等が挙げられる。
本明細書で使用される用語「アルケニル」は、少なくとも一つの炭素-炭素二重結合、および、例えば、約2から約6個の炭素原子(分枝状アルケニルは約3~約6個の炭素原子)、好ましくは約2から約5個の炭素原子(分枝状アルケニルは、好ましくは約3から約5個の炭素原子)、より好ましくは約3から約4個の炭素原子を含有する直鎖状アルケニル置換基を意味する。かかる置換基としては、ビニル、プロペニル、イソプロペニル、n-ブテニル、sec-ブテニル、イソブテニル、tert-ブテニル、ペンテニル、イソペンテニル、ヘキセニル等が挙げられる。
本明細書で使用される用語「アルキニル」は、少なくとも一つの炭素-炭素三重結合、および、例えば、2から約6個の炭素原子(分枝状アルキニルは約3~約6個の炭素原子)、好ましくは2から約5個の炭素原子(分枝状アルキニルは好ましく約3から約5個の炭素原子)、より好ましくは約3から約4個の炭素原子を含有する直鎖状アルキニル置換基を意味する。かかる置換基としては、エチニル、プロピニル、イソプロピニル、n-ブチニル、sec-ブチニル、イソブチニル、tert-ブチニル、ペンチニル、イソペンチニル、ヘキシニル等が挙げられる。
本明細書で使用される用語「シクロアルキル」は、例えば、約3から約8個の炭素原子、好ましくは約4から約7個の炭素原子、より好ましくは約4から約6個の炭素原子を含有する環状アルキル置換基を指す。かかる置換基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル等が挙げられる。環状アルキル基は、未置換またはさらにメチル基、エチル基などのアルキル基で置換されていてもよい。本明細書で使用される用語「シクロアルキルアルキル」は、シクロアルキル基に連結されたアルキル基、およびアルキル基を介して分子にさらに連結されたアルキル基を意味する。
本明細書で使用される用語「ヘテロシクリル」は、O、N、S、およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる1つ以上のヘテロ原子を含有する単環式または二環式5員もしくは6員環系を意味する。ヘテロシクリル基は、任意の適当なヘテロシクリル基でありえ、脂肪族ヘテロシクリル基、芳香族ヘテロシクリル基、もしくはその組み合わせであり得る。ヘテロシクリル基は、単環式ヘテロシクリル基または二環式ヘテロシクリル基であり得る。好適な二環式ヘテロシクリル基としては、C-C10アリール環に縮合した単環式ヘテロシクリル環が挙げられる。ヘテロシクリル基が二環式ヘテロシクリル基である場合、両方の環系は、脂肪族または芳香族であってもよく、一方の環系は、芳香族でありえ、他方の環系は例えばジヒドロベンゾフランのように脂肪族であってもよい。非限定的な好適な芳香族ヘテロシクリル基としては、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオフェニル、ピロリジニル、ピペリジニル、およびモルホリニルが挙げられる。非限定的な好適な芳香族ヘテロシクリル基としては、フラニル;チオフェニル;ピロリル;ピラゾリル;イミダゾリル;1,2,3-トリアゾリル;1,2,4-トリアゾリル;イソキサゾリル;オキサゾリル;イソチアゾリル;チアゾリル;1,3,4-オキサジアゾール-2-イル;1,2,4-オキサジアゾール-2-イル;5-メチル-1,3,4-オキサジアゾール;3-メチル-1,2,4-オキサジアゾール;ピリジニル;ピリミジニル;ピラジニル;トリアジニル;ベンゾフラニル;ベンゾチオフェニル;インドリル;キノリニル;イソキノリニル;ベンズイミダゾリル;ベンゾオキサゾリニル;ベンゾチアゾリニル;およびキナゾリニルが挙げられる。ヘテロシクリル基は、本明細書で説明するような、メチル基、エチル基などのアルキル基、またはフェニル基、ナフチル基などのアリール基など1、2、3、4または5個の置換基で置換されてもよい(アリール基は、さらに例えば、ハロ、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ニトロ、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、置換されたアミノ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールカルボニル、アリールオキシカルボニル、チオ,アルキルチオ、アリールチオ等で置換されてもよく、任意の置換基は、ヘテロシクリル基上の任意の開放位置に存在してもよい)。
本明細書で使用される用語「ヘテロシクリルアルキル」は、ヘテロシクリル基に連結されたアルキル基、およびアルキル基を介して分子にさらに連結されたヘテロシクリル基を指す。
本明細書で使用される用語「アリールアルキル」は、C-C10アリール環に連結されたアルキル基、およびアルキル基を介して分子にさらに連結されたアルキル基を指す。本明細書で使用される用語「アルキルアリール」は、アルキル基に連結されたC-C10アリール環、およびアリール基を介して分子にさらに連結されたC-C10アリール環を指す。
本明細書で使用される用語「アルキルカルボニル」は、カルボニル基に連結されたアルキル基、およびアルキル-C(=O)-などのカルボニル基を介して分子にさらに連結されたアルキル基を意味する。本明細書で使用される用語「アルコキシカルボニル」は、カルボニル基に連結されたアルコキシ基、およびアルキル-C(=O)-などのカルボニル基を介して分子にさらに連結されたアルコキシ基を意味する。
構造中の原子数の範囲(例えば、C-C12、C-C、C-C、C-C、またはC-C12、C-C、C-C、C-Cアルキル、アルケニル、アルキニルなど)が示されるときはいつでも、示された範囲内に収まる炭素原子の任意のサブ範囲または個々の数も使用することができることが具体的に企図されている。したがって、本明細書で言及する、例えば、任意の化学基(例えば、アルキル、アルキルアミノなど)に関して使用される、1-8個の炭素原子(例えばC-C)、1-6個の炭素原子(例えばC-C)、1-4個の炭素原子(例えばC-C)、1-3個の炭素原子(例えばC-C)または2-8個の炭素原子(例えばC-C)の範囲の説明は1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12個の炭素原子およびそれらの組み合わせを適宜、ならびに如何なるそのサブ範囲(例えば1-2個の炭素原子、1-3個の炭素原子、1-4個の炭素原子、1-5個の炭素原子、1-6個の炭素原子、1-7個の炭素原子、1-8個の炭素原子、1-9個の炭素原子、1-10個の炭素原子、1-11個の炭素原子、1-12個の炭素原子、2-3個の炭素原子、2-4個の炭素原子、2-5個の炭素原子、2-6個の炭素原子、2-7個の炭素原子、2-8個の炭素原子、2-9個の炭素原子、2-10個の炭素原子、2-11個の炭素原子、2-12個の炭素原子、3-4個の炭素原子、3-5個の炭素原子、3-6個の炭素原子、3-7個の炭素原子、3-8個の炭素原子、3-9個の炭素原子、3-10個の炭素原子、3-11個の炭素原子、3-12個の炭素原子、4-5個の炭素原子、4-6個の炭素原子、4-7個の炭素原子、4-8個の炭素原子、4-9個の炭素原子、4-10個の炭素原子、4-11個の炭素原子、および/または4-12個の炭素原子等、適宜)を包含及び具体的に記載する。同様に、本明細書で言及する任意の化学基(例えば、アリール)に関して使用される、6-10個の炭素原子(例えばC-C10)の範囲の説明は、6、7、8、9、および/または10個の炭素原子を適宜、ならびに如何なるそのサブ範囲(例えば、6-10個の炭素原子、6-9個の炭素原子、6-8個の炭素原子、6-7個の炭素原子、7-10個の炭素原子、7-9個の炭素原子、7-8個の炭素原子、8-10個の炭素原子、および/または8-9個の炭素原子等、適宜)を包含及び具体的に記載する。
本明細書で使用する用語「ハロ」または「ハロゲン」は、フッ素、臭素、塩素、およびヨウ素などのグループVIIAから選ばれる置換基を意味する。
用語「アリール」は、当技術分野で一般的に理解されているように、未置換または置換された芳香族炭素環置換基を指し、用語「C-C10アリール」にはフェニルおよびナフチルが含まれる。用語「アリール」は、平面状であり、ヒュッケルの規則に従って4n+2π電子を含む環状置換基に適用されることが理解される。
「医薬上許容し得る塩」というフレーズは、従来の化学的方法によって塩基性または酸性の部位を含有する親化合物から合成された非毒性の塩を含むことを意図している。一般に、そのような塩は、これらの化合物の遊離酸または塩基の形態を、水または有機溶媒中、またはそれらの混合物中で、化学量論的量の適切な塩基または酸と反応させることによって調製することができる。一般に、エーテル、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノール、またはアセトニトリルなどの非水性媒体が好ましい。好適な塩のリストは、Remington’ Pharmaceutical Sciences, 22nd ed., Pharmaceutical Press, (2012)に記載されている。
好適な塩基としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどの金属カチオンを含有するアルカリ金属塩基およびアルカリ土類金属塩基などの無機塩基が挙げられる。非限定的な好適な塩基の例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。好適な酸としては、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、リン酸などの無機酸、およびp-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、シュウ酸、p-ブロモフェニルスルホン酸、炭酸、コハク酸、クエン酸、安息香酸、酢酸、マレイン酸、酒石酸、脂肪酸、長鎖脂肪酸などの有機酸が挙げられる。酸性部位を有する化合物の好ましい医薬上許容し得る塩としては、ナトリウム塩およびカリウム塩が挙げられる。塩基性部位(例えば、ジメチルアミノアルキル基)を有する化合物の好ましい医薬上許容し得る塩としては、塩酸塩および臭化水素酸塩が挙げられる。酸性または塩基性部位を有する化合物は、遊離塩基もしくは酸の形態で、またはその医薬上許容し得る塩の形態で有用である。
本発明の任意の塩の一部を形成する特定の対イオンは、塩全体が薬理学的に許容し得る、かつ対イオンが塩全体に望ましくない資質を寄与しない限り、通常、臨界的な性質ではないことが認識されるべきである。
上記の化合物および塩は、溶媒和物を形成してもよく、または無水形態のような実質的に非複合の形態で存在してもよいことがさらに理解される。本明細書で使用されるように、用語「溶媒和物」は、結晶化溶媒などの溶媒分子が結晶格子に組み込まれた分子複合体を指す。溶媒和物に組み込まれた溶媒が水である場合、分子複合体は水和物と呼ばれる。医薬上許容し得る溶媒和物としては、水和物、メタノラートおよびエタノラート、アセトニトリレートなどのアルコラートなどが挙げられる。また、これらの化合物は、多形の形態で存在してもよい。
上記の実施形態のいずれかにおいて、式(I)の化合物または塩は、少なくとも1つの不斉炭素原子を有することができる。化合物または塩が少なくとも1つの不斉炭素原子を有する場合、化合物または塩は、ラセミ形態で、その純粋な光学異性体の形態で、または一方の異性体が他方の異性体と相対的に濃縮される混合物の形態で存在することができる。特に、本発明に従って、化合物が単一の不斉炭素原子を有する場合、化合物は、ラセミ体の形態、すなわち、等量の光学異性体の混合物の形態、すなわち、等量の2つのエナンチオマーの形態、または単一のエナンチオマーの形態で存在してもよい。本明細書で使用されるように、「単一エナンチオマー」は、50%を超える単一エナンチオマー(すなわち、100%の純粋なエナンチオマーまでのエナンチオマー過剰)を含む化合物を包含することが意図される。
したがって、化合物または塩が2つ以上の不斉中心を有する場合、化合物または塩は、ジアステレオマーの混合物として、または単一のジアステレオマーの形態で存在し得る。本明細書で使用されるように、「単一のジアステレオマー」は、50%を超える単一ジアステレオマー(すなわち、100%の純粋なジアステレオマーに対するジアステレオマー過剰)を含む化合物を意味することが意図されている。
本明細書に記載された本主題の実施形態は、単独で、または1つ以上の他の実施形態と組み合わせて有益であり得る。前記の説明を限定することなく、本開示の番号1-44の特定の非限定的な実施形態が以下に提供される。本開示を読むと当業者には明らかになるであろうが、個別に番号が付けられた実施形態の各々は、先行または後続の個別に番号が付けられた実施形態のいずれかと一緒に使用されるか、または組み合わせることができる。これは、かかるすべての実施形態の組み合わせの支持を提供することを意図しており、以下に明示的に提供される実施形態の組み合わせに限定されるものではない。
(1) 以下を含む医薬製剤:
(a) 式(I):
(式中、Rが、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、シクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキルアルキル、チオシクロアルキル、アルコキシシクロアルキル、アルキルチオシクロアルキル、ジアルキルアミノアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、アリールアルキル、アリールアルキルピペリジン-4-イル、アリールピペラジニルアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
およびRは、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノスルホニル、ヒドロキシル、パーフルオロアルコキシ、アルキレンジオキシ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基でアリールおよび/またはアルキル部分で置換されてもよい)の化合物またはその医薬上許容し得る塩;および
(b) 1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよびPEG-8カプリリック/カプリックグリセリドを含む医薬上許容し得る界面活性剤。
(2)さらにカプリル酸を含む実施形態(1)の製剤。
(3)製剤が懸濁製剤である、実施形態(1)または(2)の製剤。
(4)製剤がピルである、実施形態(1)または(2)の製剤。
(5)以下を含む医薬製剤:
(a)式(I):
(式中、Rが、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、シクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキルアルキル、チオシクロアルキル、アルコキシシクロアルキル、アルキルチオシクロアルキル、ジアルキルアミノアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、アリールアルキル、アリールアルキルピペリジン-4-イル、アリールピペラジニルアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
およびRは、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノスルホニル、ヒドロキシル、パーフルオロアルコキシ、アルキレンジオキシ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基でアリールおよび/またはアルキル部分で置換されてもよい)の化合物またはその医薬上許容し得る塩;および
(b) 1つ以上の12-ヒドロキシステアリン酸のポリオキシエチレンエステルを含む医薬上許容し得る界面活性剤。
(6)製剤が水を含む、実施形態(1)-(3)および(5)のいずれかの製剤。
(7)製剤が生理食塩水を含む、実施形態(5)の製剤。
(8)Rが、O、NおよびSからなる群より選ばれる少なくともひとつのヘテロ原子を有する5もしくは6員ヘテロシクリル基;ヒドロキシC-Cシクロアルキル基;ヒドロキシC-Cアルキル基;N,N-ジ(C-Cアルキル)アミノC-Cアルキル基;C-CアルコキシC-Cアルキル基;ヘテロアリールC-Cアルキル基;ヘテロシクリルC-Cアルキル基;フェニル環が1つ以上のC-Cアルコキシ基で置換されたフェニルC-Cアルキル基;N-ベンジルピペラジニル;N-フェニルピペラジニルアルキル;アルキルがヒドロキシ基で置換されたフェニルC-Cアルキル基;または5もしくは6員ヘテロアリールアミノC-Cアルキル基(式中、ヘテロアリール基はO、NおよびSからなる群より選ばれる少なくともひとつのヘテロ原子を有する)である、実施形態(1)-(7)のいずれかの製剤。
(9)Rが、下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(1)-(8)のいずれかの製剤。
(10)Rが、フェニル、Rがフェニル、Rがベンジル、およびRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(9)の製剤。
(11)Rが4-メトキシベンジル、Rがフェニル、Rがフェニル、およびRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(1)~(10)の製剤。
(12)Rがフェニルエチル、Rがフェニル、Rがフェニル、およびRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(1)-(10)のいずれかの製剤。
(13)Rが4-アミノスルホニルベンジル、4-トリフルオロメトキシベンジル、4-メトキシベンジル、およびシクロプロピルメチルから選ばれ、かつRが下記:
から選ばれる、実施形態(1)-(11)のいずれかの製剤。
(14)RがヘテロアリールC-Cアルキルである、実施形態(1)-(11)のいずれかの製剤。
(15)Rがフェニル、Rがフェニル、R
ならびにRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(14)の製剤。
(16)哺乳動物の膵臓腺がんを治療する方法であって、それを必要とする哺乳動物に哺乳動物の膵臓腺がんの治療に有効な量の式(I):
(式中、Rが、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、シクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキルアルキル、チオシクロアルキル、アルコキシシクロアルキル、アルキルチオシクロアルキル、ジアルキルアミノアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、アリールアルキル、アリールアルキルピペリジン-4-イル、アリールピペラジニルアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
およびRは、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノスルホニル、ヒドロキシル、パーフルオロアルコキシ、アルキレンジオキシ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基でアリールおよび/またはアルキル部分で置換されてもよい)の化合物またはその医薬上許容し得る塩を投与する工程を含む方法。
(17)Rが、O、NおよびSからなる群より選ばれる少なくともひとつのヘテロ原子を有する5もしくは6員ヘテロシクリル基;ヒドロキシC-Cシクロアルキル基;ヒドロキシC-Cアルキル基;N,N-ジ(C-Cアルキル)アミノC-Cアルキル基;C-CアルコキシC-Cアルキル基;ヘテロアリールC-Cアルキル基;ヘテロシクリルC-Cアルキル基;フェニル環が1つ以上のC-Cアルコキシ基で置換されたフェニルC-Cアルキル基;N-ベンジルピペラジニル;N-フェニルピペラジニルアルキル;アルキルがヒドロキシ基で置換されたフェニルC-Cアルキル基;または5もしくは6員ヘテロアリールアミノC-Cアルキル基(式中、ヘテロアリール基はO、NおよびSからなる群より選ばれる少なくともひとつのヘテロ原子を有する)である、実施形態(16)の方法。
(18)Rが、下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(16)の方法。
(19)Rが、フェニル、Rがフェニル、Rがベンジル、およびRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(16)の方法。
(20)Rが4-メトキシベンジル、Rがフェニル、Rがフェニル、およびRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(16)の方法。
(21)Rがフェニルエチル、Rがフェニル、Rがフェニル、およびRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(16)の方法。
(22)Rが4-アミノスルホニルベンジル、4-トリフルオロメトキシベンジル、4-メトキシベンジル、およびシクロプロピルメチルから選ばれ、かつRが下記:
から選ばれる、実施形態(16)の方法。
(23)RがヘテロアリールC-Cアルキルである、実施形態(16)の方法。
(24)Rがフェニル、Rがフェニル、R
ならびにRが下記:
からなる群より選ばれる、実施形態(23)の方法。
(25)さらに哺乳動物に化学療法剤を投与する、または哺乳動物を放射線処置にかける工程を含む、実施形態(16)-(24)のいずれかの方法。
(26)治療が(I)-(V)のひとつ以上の結果になる、実施形態(16)-(25)のいずれかの方法:
(I)哺乳動物の細胞内の核周囲コンパートメントを破壊すること、
(II)哺乳動物の細胞内の核周囲コンパートメントの有病率を低下させること、
(III)哺乳動物の転移性がん細胞が産生するアデノシン三リン酸(ATP)レベルを低下させること、
(IV)哺乳動物のがん細胞のコロニー形成を減少させること、および
(V)哺乳動物のがん細胞の遊走を減少させること。
(27)哺乳動物がステージIの膵臓腺がんを有する、実施形態(16)-(26)のいずれかの方法。
(28)哺乳動物がステージIIの膵臓腺がんを有する、実施形態(16)-(26)のいずれかの方法。
(29)哺乳動物がステージIIIの膵臓腺がんを有する、実施形態(16)-(26)のいずれかの方法。
(30)哺乳動物がステージIVの膵臓腺がんを有する、実施形態(16)-(26)のいずれかの方法。
(31)哺乳動物が転移性膵臓腺がんを有する、実施形態(16)-(26)のいずれかの方法。
(32)哺乳動物に化学療法剤を投与する工程を含む、実施形態(25)の方法。
(33)化学療法剤が、ゲムシタビンである、実施形態(32)の方法。
(34)化学療法剤が、式(I)の化合物と一緒に任意の順序で連続投与される、実施形態(32)または(33)の方法。
(35)化学療法剤を式(I)の化合物と一緒に同時に投与する、実施形態(32)または(33)の方法。
(36)式(I)の化合物が、確立された転移巣のさらなる転移を減少させるか、または遅延させる、実施形態(16)-(26)および(29)-(35)のいずれかの方法。
(37)式(I)の化合物が、哺乳動物から1つ以上の膵臓腺腫瘍を除去した後に投与される、実施形態(16)-(36)のいずれかの方法。
(38)1つ以上の膵臓腺腫瘍を手術により哺乳動物から除去する、実施形態(37)の方法。
(39)式(I)の化合物の投与が転移巣の量や大きさを減少させる、実施形態(38)の方法。
(40)式(I)の化合物の投与が、転移巣の成長を減少させるか、または遅らせる、実施形態(16)~(26)および(29)~(39)のいずれかの方法。
(41)哺乳動物におけるFoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する方法であって、哺乳動物は、式(I):
(式中、Rが、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、シクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキル、ヒドロキシシクロアルキルアルキル、チオシクロアルキル、アルコキシシクロアルキル、アルキルチオシクロアルキル、ジアルキルアミノアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、アリールアルキル、アリールアルキルピペリジン-4-イル、アリールピペラジニルアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基で置換されてもよいフェニル、
が、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、およびヘテロアリールアルキルからなる群より選ばれ、
およびRは、ハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、チオアルキル、アルコキシ、アルキルチオアルキル、アルコキシカルボニル、アルキルチオカルボニル、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アミノスルホニル、ヒドロキシル、パーフルオロアルコキシ、アルキレンジオキシ、およびアルキルカルボニルからなる群より選ばれる1つ以上の置換基でアリールおよび/またはアルキル部分で置換されてもよい)の化合物またはその医薬上許容し得る塩を投与されており、以下の工程を含む方法:
(a)哺乳動物から第1の膵臓腺がん腫瘍サンプルを提供する工程、
(b)腫瘍サンプルをアッセイして、フォークヘッドボックスタンパク質A1(FoxA1)およびフォークヘッドボックスタンパク質O6(FoxO6)の一方または両方の発現レベルを決定する工程、
(c)哺乳動物から第2の膵臓腺がん腫瘍サンプルを提供する工程、
(d)第2の腫瘍サンプルをアッセイして、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルを決定する工程;および
(e)(i)第2の決定された発現レベルに対するFoxA1の第1の決定された発現レベル、および(ii)FoxO6の第1の決定された発現レベルとFoxO6の第2の決定された発現レベルとを比較、の一方または両方を比較して、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化を検出する工程、
ここで哺乳動物から第2の腫瘍サンプルを摘出する前に、第1の腫瘍サンプルが哺乳動物から摘出される。
42.哺乳動物の膵臓線がんを治療する方法であって、該方法は以下を含む:
a)FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化の決定を受ける工程であって、変化が、(i)FoxA1発現の第2の決定されたレベルがFoxA1発現の第1の決定されたレベルよりも低いこと、および(ii)FoxO6発現の第2の決定されたレベルがFoxO6発現の第1の決定されたレベルよりも高いこと、のうちの一方または両方であり、FoxA1およびFoxO6の一方または両方の発現レベルの変化が、実施形態41に記載の方法によって決定される;
b)式(I)の化合物の投与に対する臨床応答を予測する工程;ならびに
c)変化が、(i)FoxA1発現の第2の決定されたレベルがFoxA1発現の第1の決定されたレベルよりも低い、および(ii)FoxO6発現の第2の決定されたレベルがFoxO6発現の第1の決定されたレベルよりも高い、のいずれか一方または両方である場合に、式(I)の化合物を哺乳動物に投与することにより哺乳動物の膵臓線がんを治療する工程。
(43)約0.1から約80mg/kgの式(I)の化合物を哺乳動物に投与する、実施形態(16)-(42)のいずれかの方法。
(44)哺乳動物がヒトである、実施形態(16)-(43)のいずれかの方法。
以下の実施例は、本発明をさらに例示するが、もちろん、いかなる方法でもその範囲を限定するものとして解釈されるべきではない
実施例1
本実施例では、式(I)の化合物を、転移性挙動の表現型マーカーおよびサロゲートとしてPNCを用いて同定した方法を説明する。
PNCを効果的に分解する低分子をスクリーニングするために、転移性前立腺がん細胞株PC3Mを開発した(Pettaway, et al.“Selection of highly metastatic variants of different human prostatic carcinomas using orthotopic implantation in nude mice,” Clin. Cancer Res., (2): 1627-36 (1996)を参照、その全体が本明細書に組み込まれる)。PC3Mは、PNC(Huang, et al. “The perinucleolar compartment and transcription,” Journal of Cell Biology, (143): 35-47 (1998) を参照、その全体が本明細書に組み込まれる)の必須成分であるGFP-PTB(ポリピリミジントラック結合タンパク質)を安定的に発現させるために、75~85%のPNC有病率を有する(図1、上段)。PNC有病率を50%低減できる化合物を二次アッセイでフィルターし、アポトーシス、DNA損傷、一般的な細胞毒性または細胞周期阻害を誘導する化合物を除去した(Norton, et al., “Automated high-content screening for compounds that disassemble the perinucleolar compartment,” J Biomol Screen, (14): 1045-53 (2009) and Frankowski, et al., “Discovery and Development of Small Molecules That Reduce PNC Prevalence, in Probe Reports from the NIH Molecular Libraries Program, Bethesda (MD).(2010)を参照、その全体が本明細書に組み込まれる)。残りのヒットは、MATRIGELゼラチン状タンパク質混合物を介した浸潤阻害および軟寒天アッセイを用いたアンカーに依存しない増殖阻害について評価した。
24ウェルトランズウェルパーミアブルMATRIGELゼラチン状タンパク質混合物浸潤アッセイ:PANC1およびPC3M細胞の浸潤活性に対するメタレスチンの効果を、8μmの細孔を有する24ウェルトランズウェルパーミアブルMATRIGELゼラチン性タンパク質混合物浸潤チャンバー(Corning、Cat#354480)を用いて測定した。膜は、チャンバー内およびウェル内の両方で無血清DMEM(Thermo Fisher,Cat#11965084)の500μLで再水和し、37℃、5%COで2時間インキュベートした。細胞を剥離し、洗浄し、無血清DMEMに再懸濁し、計数し、6つの別々の15mLのコニカルチューブ内の1×10細胞/mLの最終濃度に希釈した。図3に示すように、メタレスチンまたはビヒクルを減少濃度で各チューブに添加し、メタレスチンまたはビヒクルを含む培地中に再懸濁された細胞の500μLをトリプリケイトで上部チャンバーに配置した。化学吸着剤として作用するDMEM+10%FBSの750μLを基礎ウェルに配置した。プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。浸潤細胞の数をカウントするために、上部のインサートから培地を除去し、綿棒を使用してインサート上の膜の上側から非浸潤細胞を拭き取った。インサート上の膜の下側の浸潤細胞を固定し、3段階のDIFF QUIK Rapid Stain Set(Siemens)を用いて染色した後、3回の水洗と空気乾燥を行った。各化合物処理のための細胞浸潤をトリプリケイトで行った。各インサートの代表的な写真を撮影した。
PNC阻害剤としての効力、軟寒天増殖阻害剤としての効力、浸潤をブロックする能力、および細胞毒性の欠如に基づいて、MLS000556915と名付けられた化合物が、さらなる研究のために選択された。
スクリーニング結果に基づいて、その後、追加の薬理化学的研究が、式(I)の化合物であるメタレスチン(以下の構造)を設計するために使用された。
実施例および図を通して、データは平均値+/-SDとして示されている。スチューデントのt検定は、示されている場所を除いて、すべての実験について実施した。平均核小体面積は、Mann Whitney U検定、2-tailedを用いて分析した。
実施例2
本実施例は、式(I)の化合物であるメタレスチンが、がん細胞型におけるPNCを破壊することを示している。
要約すると、いくつかの細胞型(表1の以下のリスト参照)を、メタレスチンの1μM(PC3M細胞についてはIC100)で24時間処理した。具体的には、PC-3M細胞をRPMI 1640培地で維持した。HeLa、Panc1、PACADD159、PACADD183、PA-TU-8988T、KP-3、PK-8、NOR-P1、L3.6sl、Colo357、Suit-2、HPACなどの他の細胞株を、10%FBS(GEMINITM Bio Products)および100units/mLのペニシリンおよびストレプトマイシンと一緒にDMEM中に維持した。細胞は、一般に、メタレスチン1μMで5時間または24時間処理する前に約24時間プレーティングした。
驚くべきことに、メタレスチンは、異なるヒトがん細胞株においてPNC有病率を減少させることがわかった(図2)。例えば、PC3M-GFP-PTB細胞では、メタレスチンは急性細胞毒性(図1、下のグラフ、丸)を伴わず、IC50が0.39μM(図1、下のグラフ、四角)でPNCを破壊した。さらに、MATRIGELゼラチン状タンパク質混合浸潤アッセイの分析から、メタレスチンは、PC3M細胞およびPANC1細胞の浸潤を、24時間後のPC3M細胞およびPANC1細胞の増殖に影響を与えない濃度(0.6M)で24時間以内に効果的に遮断した(PC3M細胞については図4、PANC1細胞については図46)ことが示された。PC3M細胞と正常ヒト線維芽細胞(GM02153)をINCUCYTETM(登録商標)システムを用いて1μMの濃度で長時間処理したところ、メタレスチンはPC3Mがん細胞の細胞増殖を優先的に阻害した(図4)。
実施例3
本実施例は、式(I)の化合物であるメタレスチンが、ヒト膵臓がん異種移植のマウスモデルにおいて転移を抑制し、生存期間を延長することを示す。
膵臓がん患者は転移による死亡率が特に高いため、膵臓がんの同所性転移モデルにおける転移に対するメタレスチンのin vivoでの有効性を評価した。NOD/インターロイキン2受容体共通ガンマ鎖(Il2rγ)null(NSG)PANC-1マウス(Suemizu et al., “Identification of a key molecular regulator of liver metastasis in human pancreatic carcinoma using a novel quantitative model of metastasis in NOD/SCID/gammacnull (NOG) mice,” Int. J. Oncol., (31): 741-51 (2007)を参照、その全体が本明細書に組み込まれる)に展開した3D PANC1細胞スフィアモデルは、胃出口閉塞や総胆管のインピンジメントなどの局所浸潤の合併症による早期死亡の制限を受けずに、ヒトがんの進行および疾患の転移性表現型を再現している。6万個の3Dルシフェラーゼ発現PANC1-luc細胞スフィアをNSGマウスの膵臓に直交的に注入した。病理組織学的検査の結果、時折生じる門脈周囲浸潤と微小転移性の沈着の形で測定可能な転移が、肝臓では移植後約4週目には実質性浸潤の形で発生していたことが判明した。8週目までには、肝臓表面に巨大転移が認められた。マウスの寿命は10~14週であった(図63参照)。
使用した前臨床モデルが臨床検体で以前に観察されたPNCの特徴を保持しているかどうかを決定するために、NSG PANC1マウスの様々な臓器からの原発性腫瘍および転移性病変に由来する膵臓がん細胞株のパネルでPNCの有病率を測定した。その結果、転移性起源のヒトがん系統および転移性病変では、原発性腫瘍由来のものと比較して、PNCがより多く存在することが示された(図5、細胞株の説明、下記表2参照)。凍結保存された組織切片を調べると、PNCを標識し、マウス組織よりもヒト異種移植組織を特異的に同定することを可能にするモノクローナル抗ヒト特異的PTB抗体SH54を用いた免疫標識により、PNCは検出された。PNC有病率は、移植後8週間後に採取した原発性腫瘍よりも転移性病変の方が高かった(図6)。
実施例4
実施例は、式(I)の化合物、メタレスチンが、好ましいPKプロファイルを有し、メタレスチンの投与が、メタレスチンで処置したマウスの転移-関連死をうまく抑制していることを示している。
この研究(およびそれに続く研究)は、無作為化、非盲検化、およびNIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animalsに従って実施した。動物は、所定の時点で、または動物の苦痛の兆候(動かない、または15%以上の体重減少)があったときに屠殺した。動物データは、最初に登録されたマウスの10%未満に影響を与えた、特定できない死亡または所定のエンドポイントの前に屠殺した場合には、外れ値として除外した。
BALB/cマウス、17-19g、雌、n=66を購入し、餌と水への自由なアクセスを与えた。それらを、5%NMP[NMP(Sigma-Aldrich cat#270458)、20%PEG400(Sigma-Aldrich cat#202398)、および75%10%HPBCD(Sigma-Aldrich cat#H107)]中の5または25mg/kg(10ml/kg)のメタレスチンを、左下腹部四分位(quadrant)注射(n=33、各用量)を介して投与した。動物をイソフルランで麻酔し、指定された時点で、手動で拘束した。約120μLの血液を、後眼窩穿刺を介するKEDTAチューブで動物から採取した。血液サンプルを氷上に置き、遠心分離(2000g、4℃、5分)して、15分以内に血漿サンプルを得た。血漿サンプルの20μLのアリコートを、50ng/mLのIS(デキサメタゾン)を含む200μLのアセトニトリルでタンパク質沈降させた。混合物を2分間ボルテックスし、5分間14,000rpmで遠心分離し、上清の30μLのアリコートを70μL MeOH:HO(1:1、v/v)で希釈した後、2分間ボルテックスした。上清の2μLのアリコートをUPLC-MS/MSに注入した。サンプルの分析は、LC-MS/MS-02(API4000)、Waters-BEH-C18(2.1×50mm、1.7μm)カラム、流速0.6mL/min、溶媒A(HO-0.025%FA-1mM NHOAc)および溶媒B(MeOH-0.025%FA-1mM NHOAc)からなる移動相を用いて行った。0.30、0.60、1.20、1.21、1.80(停止)分で10、90、90、10%Bのグラジエントを行った。メタレスチンおよびデキサメタゾンの保持時間は、それぞれ1.09および1.08分であった。検量線は、分析前に既知のメタレスチンを連続的に希釈した濃度で設定した。SCID Beigeマウスを購入し、上記のように4週間、24時間間隔で1日1回、5および25mg/kgのメタレスチンを投与した。最終投与から24時間後、血漿中のメタレスチン濃度を分析した。
マウスにおけるメタレスチンの5及び25mg/kgのIP投与による単回及び複数回の1日投与を用いたPK研究(図46)は、半減期が4.6~5.5時間であり、蓄積の中等度のリスクが予測され、in vivoでの良好な曝露性、分布性及び忍容性を示した(図46、表3及び4)。メタレスチンは高いバイオアベイラビリティを示し、血漿中の濃度は、長時間にわたってP3CM細胞においてそのPNC分解IC50である0.39Mを超え(図1および図46)、原発性腫瘍においてはIC90である0.75M(図1)の10倍を超える濃度であり、腫瘍を有するNSG PANC1動物の転移性沈着物においては、PO経口投与により10mg/kgのメタレスチン7日間投与を中止した1時間後にさらに高い濃度であった(以下の表5を参照)。
接種4週間後、マウスを1日1回、メタレスチン(5mg/kgもしくは25mg/kg)またはビヒクルをIP注射で投与し、6週間継続した。最初の接種から10週目の終わりに、25mg/kgメタレスチン毎日投与に曝露されたコホートは、Xenogen光子臓器/腫瘍比(図7)および標準病理組織学的検査(図8および9、p<0.001)によって測定されるように、ビヒクル処置されたコントロールと比較して、肝臓(p<0.01)および肺(p<0.05)の両方の転移負担の減少を示した。原発性腫瘍重量は、コホート間で有意な変化はなかった(図10)。処置は忍容性がよく、動物は体重を維持した(図11)。自己同胞性KPCマウスに10mg/kgのメタレスチンを添加した飼料(70ppm)(下記表6参照、『U』は未決定)を慢性的に中断することなく3ヶ月間投与した後、または25mg/kgのメタレスチンを2週間経口強制投与した後、12の臓器系および標準的な臨床化学物質の獣医病理組織学的レビューを行ったが、対照マウスと比較して、処置した動物の病理組織学的または実験室的異常を識別することができなかった。
処置動物のPNCがメタレスチンの影響を受けているかどうかを判断するために、対照動物およびメタレスチン処置動物(25mg/kg)からの原発性腫瘍および転移性病変におけるPNC有病率を腫瘍接種から12週間後に調べた。その結果、転移性および原発性腫瘍組織におけるPNC有病率の有意な減少(図2、12および33、p<0.01)が実証され、PNC抑制が本化合物の抗転移活性と関連していることが示唆された。非処置動物におけるPNC有病率は、これらの腫瘍および転移性病変群において、より早い時期に採取された腫瘍(図6)または培養されたPANC1細胞(図2)よりも高かったが、末期がんはより高いPNC有病率を有するという以前の知見と一致した。
メタレスチン処置が転移の進行を防ぐことで生存に有利になるかどうかを評価するために、上記の実験を繰り返したが、マウスは死亡するまで、または動物が試験の終点に達するまで追跡した。NSGマウスに60,000個の3D PANC1細胞を注入し(アッセイの詳細は後述)、腫瘍細胞を移植してから6週間後の病理組織学的検査で転移が微小転移に限定された時点で、メタレスチンを添加した飼料(10mg/kg;70ppm、NIH 31 Haslanゲッ歯動物食に添加した微細化粒子)による毎日処置を開始した(図63)。通常の飼料を投与された対照群の動物は、処置開始から25日後に死亡し始めたのに対し、メタレスチン処置群は処置開始から90日を超えても死亡はなかった(図13)。
メタレスチン投与が、さらに進行した転移を有するマウスの生存に影響を与えるかどうかを評価するために、NSGマウスに60,000個の3D PANC1細胞を注入した。肝臓表面に巨大転移が確認された後、動物をメタレスチンを添加した飼料(10mg/kg;70ppm)またはビヒクル飼料に無作為に割り付けた。ビヒクル飼料を投与したマウスは、処置コースの最初の1週間以内に死亡し始めた(図14)。メタレスチン処置により、全生存期間の中央値は対照群の2倍以上に延長された。試験終了時点での完全剖検では、ビヒクル投与群で転移性病変の負担が有意に大きいことが明らかになった(p<0.05)(図15および16)。対照群のほとんどの動物では、特に肝臓とそれ以下の程度ではあるが肺において、完全に近いまたは完全に臓器が腫瘍に置換されていることを示したのに対し、メタレスチン摂食マウスでは臓器が温存されていた(図15)。膵臓の原発性腫瘍の増殖には、治療した動物とそうでない動物の間に有意な差はなかった(図16)。これらの結果から、メタレスチン処置マウスでは転移関連死が抑制され、生存率が向上していることが示唆された。
メタレスチンの抗転移活性(NSG PANC1マウスおよびin vitroパンがん(pancancer)PNC抑制で観察された)が、追加のがんモデルにおいて抗転移活性に変換するかどうかを決定するために、PC3M異種移植マウスを用いてメタレスチンを試験した。PC3M細胞の皮下移植の2週間後に、マウスに5mg/kgまたは25mg/kgのメタレスチンまたはビヒクルを毎日IP注射で投与を開始し、さらに4週間投与した。腫瘍の進行は、in vivoイメージングシステム(「IVIS」)分光法および腫瘍体積の両方によって追跡した。肺への転移は、IVIS分光法により、および実験の終点での病理組織学により、ex vivoで評価した。25mg/kg(P<0.05)でのメタレスチン処置は、ビヒクル処置したマウスと比較して肺転移の発生を減少させ(図17)、原発性腫瘍異種移植片の成長を適度に減少させた(図18)。処置した動物の体重および行動は、対照動物と有意な差はなかった(図19)。in vivo条件に最も近いと考えられる悪性異種移植片に対するメタレスチンの効果を評価するために、患者由来の乳がん異種移植モデル(PDX)を使用した。IV期の乳管乳がん患者の胸水から採取した転移性乳がん細胞をマウスに接種し、第三世代マウスパセージした腫瘍をNOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Sug/JicTacマウスの乳腺脂肪パッドに移植した。腫瘍が150~200mmに達した後、メタレスチンによる処置を開始した。メタレスチン(25mg/kg)またはビヒクルを毎日IP注射で4週間、5日間のオンと2日間のオフのスケジュールで投与した。腫瘍サイズと総体重は週2回測定し、腫瘍重量は実験終点で測定した。
結果は、メタレスチンが、in vitroでの培養を経ることなく、患者からの転移細胞から完全に形成されたPDXの増殖を効果的に阻害したことを示している(図20)。また、この処置は、動物の体重および行動に明らかな影響を与えることなく、忍容性が良好であった(図4E)。
膵臓がんモデル:Nod/IL2gamma(null)マウスの膵臓に60,000ルシフェラーゼ標識PANC1スフィアを注入した(NCI Mouse Repository,Frederick,MDから入手;ACUC承認動物プロトコルSB-211-2において)。接種後4週目に、マウスをメタレスチン(5mg/kgまたは25mg/kg)またはビヒクルで1日1回、IP注射で処置し、さらに6週間延長した。マウスは、CO安楽死によって屠殺される5分前にルシフェリンを注入した。臓器は、その後、個々に解剖し、定量的な異種遺伝子イメージングを受け、4%非緩衝ホルムアルデヒドで固定した。転移性負荷の影響を計算し、肝臓重量(g)に正規化した肝臓の5分間の光子数に基づいて肝臓と肺/原発性腫瘍の比率としてグラフ化し、同じ動物の原発性膵臓腫瘍の重量(g)あたりの平均光子数と比較した。この計算は、ルシフェリン注入、マウス心拍数、および灌流の変動を補正する。eEF1A2の過剰発現については、eEF1A2(eEF1A2 OE)でトランスフェクトされた6×10^4 PANC1 3DスフィアをNSGマウスの膵臓の尾部に注入した。両群のマウスを移植後6週目に採取し、剖検した。肝転移/mmは、個々の転移の体積の合計として計算した。腫瘍体積(mm)は、(L×W2)として計算した(L=長さ(mm)およびW=幅(mm))。動物の生存率は、処置の初日から死亡するまで測定した。コントロールおよびメタレスチン治療コホートの動物は、所定の試験終点(15%の体重減少、病的状態の認識可能な徴候、反射神経の全般的欠如、異常な姿勢、歩行能力の喪失、呼吸困難、飲用または給餌不能)に達するまで、連続的処置条件下で進行させ、動物の苦痛を防止するために、動物を、現地の動物飼育ガイドラインに従って安楽死させた。PK分析には、「温かい」剖検標本(血液、原発性腫瘍、肝臓および肺)のみを使用した。動物のケアと使用のためのすべての適用される機関のガイドラインに従った。
乳がんモデル:乳がん患者(モデル番号373342)からの0.2リットルの胸水に由来するモデル。これらのがん細胞は、乳房で検出された最初の腫瘍から肺胸膜に転移していた。胸水を5000 RPMで10分間遠心分離した。上清を除去し、細胞をMATRIGELゼラチン状タンパク質混合物と一緒にマウス乳腺脂肪パッドに接種した。腫瘍の大きさが1cmに達した後、2×2mmの乳腺脂肪パッドの断片を別のマウスの乳腺脂肪パッドに再移植した。この実験で使用した腫瘍は、4回のパッセージを経た。NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Sug/JicTac系マウス(Taconic)を実験に使用した。動物を腫瘍接種の7日前まで順化した。2×2mmの腫瘍を乳腺脂肪パッドに接種した。腫瘍が150~200mmに達した後、試験を開始した。5%NMP、20%PEG400、および10%2-ヒドロキシプロピル-β-シクロデキストリン(HP-β-CD)(75%の水溶液)中のメタレスチン25mg/kgの用量を、週5日、4週間にわたってIP注射した。腫瘍の大きさと総体重を週2回測定した。
前立腺がんモデル:マウスを3×10個のヒトPC-3M-luc-C6膵臓腫瘍細胞(Caliper Life Sciences)を脇腹に移植し、10匹のマウスを4群に分けた。5または25mg/kgの薬剤またはビヒクル単独(ネガティブコントロール)の投与を2週間後に開始し、移植後6週間後の実験終点まで継続した。原発性腫瘍の大きさ(キャリパーで測定)、生きた腫瘍細胞含有量(バイオフォトニックイメージング(biophotonic imaging)で測定)、および総体重を毎週決定した。終点では、動物を安楽死させ、転移性臓器を除去し、臓器のバイオフォトニックイメージングにより転移を定量化した。
実施例5
この実施例は、メタレスチン処理が、核小体構造を破壊し、Pol I転写を阻害することを示す。
メタレスチンが転移を抑制するメカニズムを調べるために、メタレスチン処理後の細胞変化を観察した。一次抗体:SH54(抗PTB抗体)のための1:300希釈;Nopp140(抗ヒトNopp140ウサギポリクローナル血清RS8)のための1:300;UBF(F-9)(Santa Cruz Biotechnology)のための1:50;RPA194(Santa Cruz Biotechnology)のための1:100;CUG-BP1(3B1)(Santa Cruz Biotechnology)のための1:100;フィブリラリン(Sigma Cat #: ANA-N)のための1:10;SC35のための1:1000;パキシリン(ab32084)のための1:300;ビンクーリン(Sigma V9131)のための1:600。フルオレセイン結合二次抗体(Jackson ImmunoResearch)およびALEXA FLUOR抗体(Thermofisher Scientific)を1:200の希釈で使用した。サンプルは、NIS-Elements AR 3.2ソフトウェア(ニコン)を用いて、Nikon ECLIPSE Ti-E倒立蛍光顕微鏡上で可視化した。
1μMの濃度で、メタレスチンは、典型的に統合された3つの部分構造(図47の矢印):繊維状中心部(FC)、高密度繊維状部(DFC)、および顆粒部(GC)から核の崩壊を誘導し、電子顕微鏡(EM)(図21A-21C、下パネル)によって観察されるように、核内の顆粒部から繊維の分離をもたらした(図21A-21C、電子顕微鏡)(図21A-21C、下パネル)。核小体の破壊は、メタレスチンの処理を中止すると48時間以内に可逆的であった(図47)。同様の破壊は、PANC1およびPC3M細胞(図48)、原発性腫瘍、およびPANC1異種移植モデルにおける肝転移組織などの他の処理された細胞株で観察された(図21、右パネル)。EM画像の定量的評価は、処理した細胞株およびがん組織(図22および図49A~49C)では核小体体積が有意に減少した(p<0.0001)が、処理した正常マウス肝細胞では変化しなかったことを示した(図49A~49C)。EMによって観察された核小体区画の分離は、核小体タンパク質の免疫蛍光によって検出された核小体キャッピング構造に対応すると考えられる(図21A~21C、図23、図50)。核小体分離とPNC欠損との結合は、核小体Pol I転写開始因子、UBF(上流結合転写因子)(図23および50)、またはPol Iポリメラーゼ、RPA194(図51)に対する抗体で免疫標識することによって、いくつかの細胞株にわたって確認された。リボソーム成熟に関与する因子、例えばフィブリラリンやNOPP140(図51、52)も同様に再編成されていた。一方、正常ヒト線維芽細胞GM02153細胞株を同濃度のメタレスチンで処理した場合、UBF分布は変化しなかった(図53)。
核小体構造の破壊がリボソーム合成に影響を与えるかどうかを調べるために、誘導性GFP-RPL29(リボソームサブユニット)を発現する細胞株を用いた。テトラサイクリンの添加により誘導されたGFP-RPL29(図24)は、内因性リボソームサブユニットと同様の細胞内分布を示し、リボソームがアセンブルして細胞質へと移動する際に、核小体と細胞質に局在していた(図24)。メタレスチンに5時間曝露した後(PNCを分解し、核小体構造を変化させた後)、GFP-RPL29の発現を誘導したところ、核小体構造の変化にもかかわらず、GFP-RPL29の産生(図55および62)およびその核小体局在は変化していなかった(図24、右パネル)。しかし、新たに合成されたGFP-RPL29は、処理した細胞の細胞質ではほとんど検出されなかった(図24、右図、図54、下図)。これは、新たに合成されたリボソームタンパク質がリボソーム粒子に取り込まれず、細胞質に運び出されないことを示しており、それはひとつのリボソーム合成欠損の表現型である。これらの結果から、メタレスチンはin vitroおよびin vivoでリボソームサブユニットの細胞内分布を変化させながら核小体の超構造破壊を誘導することが明らかになり、本化合物の作用機序にリボソーム合成調節が関与していることが示唆された。
実施例6
この実施例は、メタレスチン処理がrDNAプロモーターにおけるプレRNA合成およびPol I占有を減少させることを実証する。
メタレスチンによって破壊されるのがリボソーム生合成のどのステップかを決定するために、新たに合成されたRNAの局在パターンを検出するin situランオンアッセイであるBrU取り込みアッセイを用いて、rDNA転写を評価した。細胞をグリセロール緩衝液(20mM Tris-HCl pH7.4、5mM MgCl、25%グリセロール、0.5mM PMSF、0.5mM EGTA)で一度洗浄し、Br-U取り込みアッセイプロトコールに従った。細胞は、1:100希釈でのC23(Santa Cruz Biotechnology)と1:50希釈でのBr-Uを認識する抗BrdU(Sigma)を用いて共免疫標識した。
BrUを含む転写カクテル(図25)で半透膜化細胞を5分間インキュベートすると、新たに合成されたrRNA(転写部位を反映する)の組織がタイトな小さなクラスターに変化し、核小体機能の多くの側面に関与するタンパク質であるC23/ヌクレオリンが核小体から分散することに代表されるように、核小体構造が破壊されていることが示された(図25)。メタレスチン処理細胞におけるrDNA転写への影響を評価するために、5’ETS RNAの量を定量した。5’ETSの量は、発生期のプレrRNA転写物中の5’ETSが急速に除去されるため、rDNA転写量と相関している。メタレスチン処理細胞およびDMSO処理対照細胞における5’ETSの定量的RT-PCRは、メタレスチン処理細胞では5’ETS RNAの大幅な減少を示した(図26)。
ChIP-qPCR:2-5×10細胞を、以前に記載されたプロトコルに従って各ChIPアッセイに使用した。簡潔に言うと、メタレスチン処理の有無にかかわらず、HeLa細胞を1%ホルムアルデヒドを用いて室温で10分間回転させながら架橋し、次いでグリシンの添加によって架橋を停止させた。固定したクロマチンをCovarisで超音波処理し、指示された抗体を用いた免疫沈降に使用した。単離されたDNAを、CFXコネクトリアルタイムPCR検出システム(BioRad)上のSYBRグリーンを用いたqPCRにより分析した。比較サイクル閾値法を適用して、入力レベルに対するレプリケートPCR反応からの占有率を評価した。使用したプライマーセットは以下が挙げられる:rDNAプロモーター(F: 5’-GCT GCG ATG GTG GCG TTT TTG GGG (配列番号: 1) およびR: 5’-ATA TAA CCC GGC GGC CCA AAA TTG CC) (配列番号: 2)、5’ETS (F: 5’-CGTGCCTGAGGTTTCTCC (配列番号: 3)およびR: 5’-CCACCAACGGACGTGAAG (配列番号: 4))、5.8S (F: 5’- GCA GGA CAC ATT GAT CAT CGA CAC (配列番号: 5) およびR: 5’- GCG CGG CGG CAA GAG GAG (配列番号: 6))、28S (F: 5’ GGAGGAAAAGAAACTAACCAGGAT (配列番号: 7) およびR: 5’ GCCTCGATCAGAAGGACTTG (配列番号: 8))、およびU12 (F: 5’GATCTGCCCGACCTTATTCA (配列番号: 9) およびR 5’AAACGCATTCACCACCTACC (配列番号: 10))。
RT-PCR:製造元の指示に従い、TRIZOL試薬(Invitrogen社)を用いて細胞から総RNAを単離した。Random Hexamer(IDT DNA Technologies)または遺伝子特異的プライマーと共にM-MLV Reverse Transcriptase(Invitrogen社 28025-013)を用いてcDNAを合成した。DNAは、遺伝子特異的プライマーを用いてPCR増幅した。5’ETS-F: CCTCCAGTGGTTGTCGACTT (配列番号: 11);5’ETS-R: GAACGACACACCACCGTTC (配列番号: 12);eEF1A1-F: AACATTGTCGTCATTGGACA (配列番号: 13;eEF1A1-R: TTGATCTTTCCCTTTCTGGT (配列番号: 14);eEF1A2-F: 5’CCATGTGTGTGGAGAGCTTCTC (配列番号: 15);eEF1A2-R: 5’ TCTCCACGTTCTTGATGACGCC (配列番号: 16;GAPDH-F: 5’ACCACAGTCCATGCCATCAC (配列番号: 17);GAPDH-R: 5’TCCACCACCCTGTTGCTGTA (配列番号: 18)。PCR産物を1-2%アガロースゲル上で分離した。リアルタイムPCRは、ABI PRISM 7900HT装置とPower SYBR Green PCR Master Mix(Life Technologies Cat# 4367659)を用いて、ノースウェスタン大学コアファシリティで行った。
メタレスチンがPol I転写を破壊するメカニズムを調べるために、処理した細胞における転写機構の全体的な状態とrDNAクロマチン構造を評価した。
ウエスタンブロットは、製造元のプロトコル(Li-COR)に従って行った。トランスファーメンブレンはMillipore社(cat. no. IPFL00010)のものを使用した。使用した一次抗体は、phospho-γH2AX(Upstate 07-164、ウサギ、1:1000);p53(Santa Cruz Biotechnology sc-6243 ウサギ 1:500);UBF(F-9)(Santa Cruz Biotechnology、マウス、1:500);RPA194(Santa Cruz Biotechnology、sc-48385、マウス、1:500);p53BP1(Novus、NB100-304、ウサギ 1:10,000);EF1a(Millipore 05-235、マウス、1:1000)、HA-タグ(C29F4、Cell Signaling、ウサギ 1:1000) およびローディング対照としてアクチン(Sigma A5060、ウサギ、1:3000、A4700、マウス、1:1000)である。LI-COR IRDy二次抗体(1:10,000)、ヤギ-抗マウス-680RD(926-68070)、ヤギ-抗マウス-800CW(926-32210)、ヤギ-抗ウサギ-680RD(926-68071)、ヤギ-抗ウサギ-800CW(926-32211)を用いて可視化した。タンパク質バンドは、LI-COR Odyssey Image Studio(LI-COR Biosciences)を用いて検出した。
ウエスタンブロットにより、PANC1、PC3MおよびHeLaの3つの細胞株において、1μMの濃度でメタレスチンを24時間処理しても、Pol IラージサブユニットRPA194およびUBFの量は有意に変化しないことが示された(図27)。rDNAクラスターのクロマチン状態の変化がrRNAの減少に関与しているかどうかを調べるために、ソラレン架橋実験を行い、メタレスチン処理細胞とDMSO処理細胞の活性/不活性rDNAクロマチン比を決定した。ソラレンは、ヌクレオソームや転写因子を移動させたり、クロマチンの状態を変化させたりすることなく、活性なアクセス可能なDNAを紫外線下で架橋させる。ソラレン-架橋DNAはアガロースゲル上での移動が遅く、サザンブロットにより非架橋DNAと区別することができた。その結果、rDNAクロマチンが大きく変化していないことが示唆され、活性/不活性のrDNAクロマチンの比率は、処理した細胞と未処理の細胞でほぼ同じであることが示された(図28)。Pol I転写因子とrDNAとの間の相互作用を調べるために、rDNAのプロモーターおよびコーディング領域にまたがるプライマーセットを用いて定量的なChIP実験を行った(図29~30E)。メタレスチン処理は、UBF結合に有意な影響を与えることなく、rDNAのプロモーターおよびコーディング領域上のRPA194占有を有意に減少させた(図30A~30E、p<0.01)。対照として、小伸長複合体の構成要素であるICE1は、rDNA配列との有意な関連を示さず、またはPol IIによって転写された標的遺伝子U12との変化した関連を示さなかった。これらの観察は、メタレスチンがPol I-rDNA相互作用を損なうことを示している。
アクチノマイシンDのようなDNAに挿入したり、アルキル化したりする遺伝毒性物質は、メタレスチン処理で観察されたものと同様の核小体分離を誘導する。メタレスチンが遺伝毒性効果を介して核小体の変化を誘導するのか、一般的な細胞毒性を介して核小体の変化を誘導するのかを決定するために、PANC1、PC3MおよびHeLaの3つの細胞株におけるDNA損傷修復、細胞周期、および一般的なPol II転写状態に対するメタレスチンの影響を評価した。フローサイトメトリー、免疫標識またはウェスタンブロット分析のために細胞を固定する前に、1μMのメタレスチンまたはDMSOで24時間処理した。処理した細胞におけるDNA損傷応答シグネチャー因子の評価(図56)は、リン酸化されたγH2AXまたはp53BP1、およびリン酸化されたp53(HeLaおよびPC3Mはほとんどp53を持たない)のいずれも、メタレスチン処理時にこれらの細胞株において変化しなかったことを実証した(図57A~57C)。フローサイトメトリーによるDNA含有量の細胞周期解析は、24時間以内に2つの異なる濃度でメタレスチン処理を行っても、細胞周期パターンの有意な変化を示さなかった(図58)。アポトーシス指数の評価は、メタレスチン処理に応答してアポトーシスを受ける細胞が1%未満であることを示した。
メタレスチンがPol II転写全般を妨害するかどうかをさらに決定するために、CUGBPを免疫標識した。PNCに豊富に存在する多機能性hnRNPタンパク質であるCUGBPの定常状態の核内分布は、Pol II転写に依存していることが明らかになった。α-アマニチンによるPol IIの選択的阻害は、PNCに局在するCUGBPを除いて細胞質への局在シフトを誘導する(図59、右上パネル)。もしメタレスチン処理がPol II転写に有意な影響を与えるとすれば、α-アマニチン処理細胞において示されるように、CUGBPの細胞質内再分布が優位になると予想されたが、そうではなかった(図59、上中央パネル)。また、必須のプレmRNAスプライシング因子であるSC35は、通常、核内で相互に連結したスペックル分布パターンを有していたが(図59、左下パネル)、α-アマニチン処理細胞では孤立した大きなドットに変化していた(図59、右下パネル)。一方、メタレスチン処理細胞では、SC35のパターンは有意に変化しなかった(図59、下中央パネル)。メタレスチン処理(図24)がGFP-RPL29発現の誘導(図54)およびその核小体局在(図24、図54)に影響を与えないという観察と合わせて、これらの知見は、メタレスチンが有効濃度範囲内でPol II 転写、一般的なタンパク質合成、または核細胞質トラフィッキングを全体的に阻害しないが、Pol I 転写およびリボソーム合成に選択的な効果を有することを示唆している。
実施例7
本実施例は、RPA194の減少がメタレスチンによる核小体とPNCの破壊を部分的にフェノコピーすることを示す。
RNA干渉:75 nM Pol I1 Stealth siRNA(Invitrogen Cat#: 10620318)またはStealthネガティブコントロールsiRNA(Invitrogen Cat#: 12935-300)を、製造元の指示に従って、Lipofectamine RNAiMAX Transfection Reagent(Thermofisher Scientific)を用いて細胞にトランスフェクションした。実験は72時間トランスフェクション後に行った。eEF1A2ノックダウンについては、50nM eEF1A2 DsiRNA(IDT Duplex pool HSC.RNAI.N001958.12/HSC.RNAI.N001958.12.2)またはDSスクランブルネガティブコントロールsiRNA(IDT)を上記のようにリポフェクタミンRNAiMAXで3日間トランスフェクトした。pcDNA3.1-HA-eEF1A2プラスミドをリポフェクタミン2000で1日間のDsiRNA RNAi後、トランスフェクトした。その後、細胞を固定して免疫蛍光標識を行った。
次に、メタレスチンがPol I機能を阻害し、核小体を破壊することによってPNCを分解するかどうかを決定した。Pol IのラージサブユニットであるRPA194は、細胞株PANC1、HeLaおよびPC3MにおけるsiRNAオリゴでのトランスフェクションの72時間後のタンパク質の減少によって明らかになった(図31)ように、特定のsiRNAによってノックダウンされた。RPA194の減少は、誘導性GFP-RPL29を発現するHeLa細胞で示されるように、単一細胞レベルでのリボソーム合成を阻害するのに十分であり、RPA194のノックダウンは、細胞質GFP-RPL29を検出不可能に近い状態にした(図32、右のパネル)。RPA194の減少は、メタレスチン処理した細胞(図2)と同じ程度ではなかったが、PNCの有病率を減少させた(図33)。また、いくつかのPNCは構造変化を示し(図33)、RPA194を減少させた細胞では、歪んだ核小体の周りに三日月形になり(図34、上のパネル、矢印)、PNCを完全に除去しない濃度ではメタレスチンで処理した細胞と同様であった(図1、上段、中央パネル)。RPA194に対するsiRNAもまた、残留RPA194に対する抗RPA194での標識によって示されるように、核小体の構造をキャッピング構造へと破壊した(図34、上段第2パネルの白矢印)。RPA194をサイレンス化した細胞におけるPNCおよび核小体の変化は、メタレスチン処理で観察されたものと同様であった(図23および51)。これらのデータは、Pol I活性をダウンレギュレートすることで、メタレスチン処理によって誘導された核小体構造およびPNC構造の破壊が部分的に再現されていることを示しており、メタレスチンがPol I機能の阻害を介して、少なくとも部分的にPNCを破壊するという考えを支持している。
実施例8
本実施例は、メタレスチンが翻訳伸長因子eEFIAを結合することを示している。
メタレスチンの分子標的ならびにリボソームおよびPol I機能に関与する上流因子を同定するために、ビオチンと共役したメタレスチンを用いたアフィニティー精製によりメタレスチンを結合するタンパク質を同定し(構造および合成については、図65を参照)、ここで培養細胞におけるPNC分解に対する効力は維持されている(図60)。タグ付けされていないメタレスチンを用いた競合研究とプロテオミクス解析により、メタレスチン結合タンパク質として真核生物の翻訳伸長因子(eEF1A)が同定された(図35)。eEF1Aは、eEF1A1とeEF1A2の2つのアイソフォームを持っており、eEF1A1がすべての組織でユビキタスに発現しているのに対し、eEF1A2は脳、心臓および骨格筋でのみ発現している。eEF1Aは2つのアイソフォーム、eEF1A1およびeEF1A2を有し、eEF1A1がすべての組織でユビキタスに発現しているのに対し、eEF1A2は脳、心臓および骨格筋でのみ発現しているが、病期特異的な方法での発現などその過剰発現または再発現は、膵臓がんなど多くのがんにおいて記されている。eEF1Aへのメタレスチンの結合は、細胞サーマルシフトアッセイ(CETSA)を用いて細胞内でさらに確認され、メタレスチン処理時にeEF1Aの凝集温度が上昇することが示された(図36)。しかし、結合してもタンパク質の量に大きな変化はなく、ウエスタンブロット分析では、1μMのメタレスチンを24時間処理してもeEF1Aタンパク質の総量は変わらないことが示された(図37)。
eEF1Aは多機能タンパク質であり、翻訳伸長、アクチン結束、核輸送、tRNA輸出などに関与している。eEF1Aがメタレスチンのがん細胞への作用を媒介しているかどうかを評価するために、eEF1Aを過剰発現させたり、siRNAサイレンシングにより減少させたりした。HA-eEF1A1またはHA-EFF1A2の過剰発現は、総PNC有病率を有意に増加させなかったのに対し(図38)、HA-eEF1A1よりもHA-eEF1A2の過剰発現は、PNC含有細胞内の既存のPNCのスキャターパターン(細胞あたりのPNCの数)を増加させた(図38)。このように、eEF1A2はPNC構造を増強するが、単独ではPNC陰性細胞におけるPNCの有意な形成を誘導するのに十分ではない。メタレスチン誘導PNCの分解とeEF1A2の表現型との間の機能的なリンクを評価するために、野生型とeEF1A2過剰発現がん細胞におけるPNCの分解を分析した。eEF1A2-HAの過剰発現のある細胞とない細胞(約70%の効率でトランスフェクション後48時間、図61および64)を10濃度のメタレスチンで処理し、PNC有病率を63倍の倍率で評価した。その結果、eEF1A2の発現が増加すると、PNC分解に対するメタレスチンの阻害濃度50(IC50)が増加することがわかった(図39)。eEF1A2が本当に転移表現型を調節しているかどうかを評価するために、eEF1A2の過剰発現を有する(PANC1 eEF1A2 O.E.)または有していない(PANC1コントロール)PANC1細胞をNSGマウスへ同所的に注入した。移植後6週間後に、臓器を組織病理学的評価に供した。NSG PANC1 eEF1A2 O.E.マウスは、PANC1対照動物と比較して有意に増加した転移性疾患負荷を示した(図40A~40B、P<0.05)、メタレスチンが転移性表現型を支配する標的に関与していることを示唆している。
eEF1A2の減少がメタレスチンのPNCおよび核小体構造への影響を表現するかどうかを決定するために、siRNAオリゴを用いてeEF1A2の発現を減少させた。トランスフェクションの72時間後、qRT-PCRはeEF1A2の選択的な減少を示した(図41および42)。eEF1A2の減少がPol I転写に影響を与えるかどうかを評価するために、eEF1A2ノックダウンのある細胞とない細胞で5’ETS RNA発現を比較し、その結果、rDNA転写の有意な減少(図43、P <0.01)を示した。これに対応して、抗フィブリラリン抗体による核小体およびSH54によるPNCの免疫蛍光検出は、eEF1A2の減少が、メタレスチンと比較して低い有効性を有する(1μMで100%に近いPNCの分解および核小体の歪み、図1、図23)が、メタレスチン処理した細胞(図1)またはPol Iノックダウン細胞(図34)と同様に、核小体(核小体分離)およびPNCの構造(喪失または細長い三日月形になる、図44および45A-45Bの矢印)を破壊していることを示した。破壊は、部分的にHA-eEF1A2の過剰発現によって救済することができた(図45、灰色のバー)。以上のことから、これらの知見は、eEF1A2が膵臓がんの転移進行に関与しているという考えを支持し、その発現を妨害することで、メタレスチンによって誘導される核小体やPNCの構造変化やPol Iの阻害が大きくフェノコピーされ、eEF1A2が少なくとも部分的に、メタレスチン処理によって誘導される核小体やPNCの変化を媒介しているという考えを支持するものであった。
上記の実施例は、in vitroアッセイおよびin vivo異種移植モデルを介して、メタレスチンが、膵臓がんモデルにおけるPNC、がん細胞増殖、細胞浸潤、腫瘍増殖および転移を効果的に阻害することを実証している。
本明細書で引用された出版物、特許出願、特許を含むすべての参考文献は、それぞれの参考文献が個別に参照により組み込まれることが明示されており、その全体が本明細書に記載されている場合と同様の範囲で参照により組み込まれる。
本発明を説明する文脈での用語「a」および「an」、「the」および類似の参照語の使用(特に以下の特許請求の範囲の文脈で)は、本明細書に別段の記載がない限り、または文脈によって明確に矛盾しない限り、単数形および複数形の両方をカバーすると解釈される。用語「構成する」、「有する」、「含む」、および「含む」は、別段の記載がない限り、オープンエンドの用語(すなわち、「含むが、これに限定されない」を意味する)として解釈されるべきである。本明細書に記載された値の範囲の列挙は、別段の記載がない限り、範囲内に該当する各個別の値を個別に参照するための略記法として機能することを単に意図しており、各個別の値は、それが個別に本明細書に列挙されたものであるかのように本明細書に組み込まれている。本明細書に記載されたすべての方法は、本明細書に別段の記載がない限り、または文脈によって明確に矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供される任意のおよびすべての例示的な、または例示的な言語(例えば、「のような」)の使用は、単に本発明をよりよく説明することを意図したものであり、別段の主張がない限り、本発明の範囲に制限を与えるものではない。本明細書中のいかなる言語も、本発明の実施に不可欠なものとして、いかなる非請求項の要素を示すものと解釈されるべきではない。
本発明の好ましい実施形態が、本発明を実施するために本発明者らに知られている最良の態様を含めて本明細書に記載されている。それらの好ましい実施形態のバリエーションは、前記の説明を読むと、当技術分野の通常の熟練者に明らかになるかもしれない。本発明者らは、当業者がそのような変形を適宜採用することを期待しており、本発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明を実施することを意図している。したがって、本発明は、適用法により許容し得るように、添付の特許請求の範囲に記載された主題のすべての改変および同等物を含む。さらに、本明細書に別段の記載がない限り、または文脈によって明確に矛盾しない限り、上述した要素のあらゆる可能なバリエーションの組み合わせが本発明に包含される。

Claims (16)

  1. 以下を含むがん治療用医薬製剤:
    (a)式(I):

    (式中、Rが、


    からなる群より選ばれ、
    、フェニル、
    、フェニル、
    が、ベンジルである)
    の化合物またはその医薬上許容し得る塩
    b)1つ以上のカプリロカプロイルポリオキシルグリセリドおよびPEG-8カプリリック/カプリックグリセリドを含む医薬上許容し得る界面活性剤;ならびに
    (c)カプリル酸
  2. 式(I)の化合物がメタレスチンである、請求項1に記載の製剤。
  3. トの膵臓腺がん治療用である、請求項1又は2に記載の製剤
  4. ヒトへの製剤の投与が(I)-(V)の1つ以上の結果になる、請求項1~3のいずれか1項に記載の製剤
    (I)ヒトの細胞内の核周囲コンパートメントを破壊すること、
    (II)ヒトの細胞内の核周囲コンパートメントの有病率を低下させること、
    (III)ヒトの転移性がん細胞が産生するアデノシン三リン酸(ATP)レベルを低下させること、
    (IV)ヒトのがん細胞のコロニー形成を減少させること、および
    (V)ヒトのがん細胞の遊走を減少させること。
  5. ヒトがステージI膵臓腺がん、ステージII膵臓腺がん、ステージIII膵臓腺がんおよびステージIV膵臓腺がんからなる群から選択されるステージの膵臓腺がんを有する、請求項のいずれか1項に記載の製剤
  6. ヒトが転移性膵臓腺がんを有する、請求項のいずれか1項に記載の製剤
  7. ヒトへの式(I)の化合物の投与が、確立された転移巣のさらなる転移を減少または遅延させる、請求項のいずれか1項に記載の製剤
  8. 1つ以上の膵臓腺がん腫瘍が手術によってヒトから摘出されている、請求項のいずれか1項に記載の製剤
  9. ヒトへの式(I)の化合物の投与が、転移巣の量または大きさを減少させる、請求項のいずれか1項に記載の製剤
  10. ヒトへの式(I)の化合物の投与が、転移巣の成長を減少または遅延させる、請求項のいずれか1項に記載の製剤
  11. 式(I)の化合物0.1から80mg/kgをヒトに投与する、請求項10のいずれか1項に記載の製剤
  12. (i)請求項11のいずれか1項に記載の製剤および(ii)化学療法剤または放射線処置の組み合わせを含む、ヒトの膵臓腺がん治療用組み合わせ医薬。
  13. 化学療法剤を含む、請求項12に記載の医薬。
  14. 化学療法剤がゲムシタビンである、請求項13に記載の医薬。
  15. 化学療法剤が、式(I)の化合物と任意の順序で連続投与される、請求項1214のいずれか1項に記載の医薬。
  16. 化学療法剤が、式(I)の化合物と同時に投与される、請求項1214のいずれか1項に記載の医薬。
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