JP7475062B2 - MEK/PI3K及びmTOR/MEK/PI3K生物学的経路の多官能性阻害剤、並びに同多官能性阻害剤を用いた治療方法 - Google Patents

MEK/PI3K及びmTOR/MEK/PI3K生物学的経路の多官能性阻害剤、並びに同多官能性阻害剤を用いた治療方法 Download PDF

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Description

政府の権益に関する陳述
本発明は、米国国立衛生研究所によって授与された助成CA085878及びCA197701の下に政府援助を受けて為されたものである。本発明における一定の権利は、政府が有するものとする。
関連出願の相互参照
本出願は、2017年2月3日に出願された米国仮特許出願第62/452163号明細書及び2016年7月6日に出願された米国仮特許出願第62/359001号明細書の利益を主張するものであり、これらの各文献はその全体が本明細書において参照により援用されている。
本発明は、mTOR、MEK及びPI3Kに対する二官能性阻害剤、三官能性阻害剤、及び四官能性阻害剤を包含する多官能性阻害に関するほか、mTOR、MEK及びPI3Kのうちの1つ以上を阻害することによって奏効をもたらす、病態及び疾患の治療方法に関する。本多官能性阻害剤は、単独使用、又は放射線及び/又は化学療法剤との併用のいずれかにて、癌療法用の薬剤として有用である。
KRASの異常な活動亢進が、多様なヒト癌における腫瘍の発生及び進行において果たす役割は傑出している。KRAS突然変異は全RAS突然変異の86%を占め、全ヒト悪性腫瘍の最高頻度、約22%と関連する(1)。KRAS突然変異の発生率は、膵臓悪性腫瘍及び結腸直腸悪性腫瘍において特に高く、各悪性腫瘍は90%超及び40%超の頻度で発生する。全ての癌のなかで最も致命的なのが、膵臓癌及び結腸直腸癌であり、米国における癌による死因の第4位及び第3位に位置づけられている(2)。外科的介入を不可能にしている局所進行性又は転移性疾患は、全ての膵臓癌症例の約80%を占める。KRAS活性化癌の治療に対する根治的な選択肢は、現時点では存在していない。また、KRAS突然変異転移性結腸直腸癌患者が、フルオロピリミジン及びオキサリプラチンによる第一選択化学療法に失敗した場合、治療選択肢が限定される。
癌患者の死亡率の重要な原因となっているのが、腫瘍細胞浸潤、可動性及び転移であり、腫瘍転移のプロセスは、一連の複雑なプロセスの結果として生じる(36)。研究によって、PI3K/Akt経路が腫瘍の進行及び転移に有意に関与していることが報告されてきた(37)。そのうえ、MEK及びPI3K阻害剤は、腫瘍細胞における転移促進表現型を下方制御するのに有効であることが、報告されてきた(38)。MAPK経路においてBRAFの下流に位置するMAPKキナーゼ(MEK)の遮断を媒介する阻害剤は、BRAF V600メラノーマ患者(V600E突然変異とV600K突然変異の両方を含む)の無増悪生存期間及び全生存期間の改善と関連してきた(39、40)。要約すると、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(Ras/Raf/MEK/ERK)経路及びホスホイノシチド3-キナーゼ/プロテインキナーゼB(PI3K/AKT)経路の阻害が確立され、それに伴って、運動性及び侵襲性(転移性)能力が低下した(41、42)。それゆえ、Ras/Raf/MEK/ERKシグナルリング経路、及びPI3K/Aktシグナルリング経路に対する分子標的薬は、腫瘍細胞の成長及び転移を阻害するうえで重要である。Ras/Raf/MEK/ERK経路及びPI3K/Akt経路の二重抑制による腫瘍細胞遊走、浸潤並びに転移の阻害は、癌治療レジメンの改善において重要な役割を果たすものと予想されている。Ras/Raf/MEK/ERK経路及びPI3K/Akt経路を同時に標的化する化合物は、侵襲性表現型の抑制を改善し、原発性及び転移性疾患の治療用の前転移プロセスを提供することによって、患者の死亡率を低下させるものでなければならない。
変異型KRASを直接的に標的化する薬物を開発する努力が依然として挑戦的であるのは、特異性の問題が厄介なものであるためである。その結果、近年になって、KRASシグナルリングの薬理学的介入における努力は、2つの中心的なRASエフェクター経路であるRAF/MEK/ERK及びPI3K/AKT/mTOR内の下流標的に対して集中的に焦点を合わせてきた(3、4)。RAF及びMEKは、多くの創薬プログラムを作出し、結果として、魅力的な臨床候補を創出してきた(5~7)。BRAF突然変異の欠如は、この標的アプローチに応答したMAPKシグナルリングの阻害ではなく寧ろ誘導に関連することから、BRAF阻害剤の臨床活性はBRAF突然変異の腫瘍患者に限定される可能性が高い(8~10)。対照的に、MEK阻害剤は、試験されたKRAS突然変異体腫瘍のおよそ半分において抗増殖効果を発揮することが明らかにされてきた(11)。第1相試験においてMEK阻害剤CI-1040及びトラメチニブの両方によって客観的反応が誘発されたことは有望である(12、13)。したがって、MEK阻害はKRAS活性化癌の治療に向けた実行可能なアプローチであるが、単剤療法の環境において、MEK阻害はこの難治性患者集団における転帰に有意な影響を与えるうえで必要な程度の活性を生ずる可能性は低い。
MEK阻害剤単剤活性を改善するための1つの戦略は、PI3Kシグナルリングを更に標的化することである。この併用戦略は、インビトロ及びインビボでの証拠に基づく。これは、KRAS突然変異体腫瘍が腫瘍成長に対する最大限の阻害を達成するにはMAPK経路及びPI3K経路の両方の二重阻害を必要とすることを示唆するものである(11、14~16)。いずれか一方が阻害されると、負のフィードバックループの放出によって代替経路の活性化が生起されることが、明らかにされてきた(16、17)。PI3K経路の活性化は概ね、PI3KCA突然変異又はPTEN喪失に起因し、KRAS突然変異体癌においてMEK阻害剤療法に対する主要な耐性機序を表す。両方の経路を併用して阻害すると、アポトーシス及び腫瘍の縮小が著しく増強されることにつながる(18)。
RAS/RAF/MEK/ERKシグナルトランスダクション経路は最も攻撃的及び致命的な形態のヒト癌においてかなりのパーセンテージで活性化されるという理由から、この経路を標的化する幾つかの小分子阻害剤はFDAの承認を取得済みであるか、あるいは積極的な臨床開発の途上にある。しかしながら、BRAF及びKRAS活性化突然変異の両方を有する腫瘍の治療において、市販のBRAF阻害剤であるPLX4032又はベムラフェニブが臨床的には有効であるにもかかわらず、本薬物はERKシグナルリングを逆説的に誘発することから、天然BRAFを有する腫瘍に対しては無効であった。
それゆえ、mTOR、MEK、及びPI3K阻害剤は、当該技術分野において公知である。例えば、Iikura et al.米国特許第7897792号明細書には、クマリン系MEK阻害剤のクラスが、開示されている。PI3K阻害剤は、例えば、米国特許出願公開第2010/0249099号明細書、同第2011/0009405号明細書、及び同第2011/0053907号明細書に開示されている。肺癌治療用のPI3K及びMEK阻害剤の併用については、例えば、Engelman et al., Nature Medicine, Vol. 14, Number 14, pages 1351-56 (2008)に開示されている。
mTOR阻害剤はまた、当該技術分野において、例えば、国際公開第2006/122806号パンフレット、国際公開第2010/003816号パンフレット、米国特許第9284315号明細書、及び国際公開第2012/068106号パンフレットにおいて、公知である。幾つかの実施形態において、先行技術の阻害剤は、mTOR及びPI3Kに対する二重阻害剤である。
また、PI3K経路の遠位構成要素の調節は、他の多様な疾患プロセスにも関与してきており、これらの疾患プロセスとしては、組織破壊により特徴付けられる感染症、及び免疫/炎症性疾患が挙げられる(27)。例えば、結核菌(Mtb)は、世界的な健康問題のなかでも主立ったものである。例えばp38及びERKマイトジェン活性化プロテインキナーゼをはじめとする細胞内シグナルリングカスケードは、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)の制御において重要であることが公知である(28)。ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)は、多様な炎症反応の制御に関与する重要なカスケードとして益々認識されるようになってきている(29、30、31)。Mtbによって誘発されるケモカインの上方制御はPI3K阻害剤で阻害される場合があるが、単球からTNF-α及びIL-10を分泌するうえでPI3Kシグナルリングは不可欠である(32)。また、PI3K活性の下流産物であるPIP3も、マイコバクテリアファゴソームの成熟に必要とされる(33)。AKTを阻害することによって、MMPの分泌及び遺伝子発現に対する全体的な抑制効果が発揮される可能性があり、AKTを阻害することによってMtbの細胞内成長が防止され(34)、AKTを薬理学的に阻害することによって、マイコバクテリアの感染レベルが低下することが見出されてきた(35)。これらのシグナルシグナルリングプロセスに関連するシグナルシグナルリング経路を標的化する化合物は、マイコバクテリア感染症におけるシグナルトランスダクション機構を中断させ、炎症性組織損傷を低減するのに有効でありうる。
細胞シグナルリング経路mTORは、細胞成長及び増殖の制御において有意な役割を演じるホスファチジルイノシトール3-キナーゼ(PI3K)細胞の生存経路の構成要素である。PI3K経路の活性化が異常になると、多様な種類の癌に関わり、ひいては治療に対する耐性を付随的に生ずるものと見なされている。PI3K/AKT/mTOR経路は、代謝の制御、細胞の成長及び生存、細胞周期の進行、並びに転写及び翻訳に関与している。AKTは、ホスホイノシチド3-キナーゼ(PI3K)シグナルリングの下流に存在しており、これは、リガンド(インスリン又は他の成長因子など)が細胞表面上の受容体チロシンキナーゼ(RTK)に結合した際に活性化される。AKTが活性化されると、PRAS40、BAD及びFOXO3をはじめとする様々な基質がリン酸化される。細胞シグナルリング経路mTORは、Aktの上流及び下流で作用し、それにより、PI3K経路において決定的に重要な意味を持つシグナルリング接合部としての役目を果たす。キナーゼmTORは細胞内部の2つの異なる複合体(mTORC1及びmTORC2)に集合し、AKTシグナルリングハブの両側に位置する。ラプターとのラパマイシン感受性複合体(mTORC1)は、AKTの下流に存在する。一方、リプターとのラパマイシン非感受性複合体(mTORC2)は、Ser473における直接的リン酸化によってAKTを完全に活性化しうる。それゆえ、mTORが、mTORC1及びmTORC2として知られる2つの一次多タンパク質複合体を形成する機能を有することは、充分に確証されている。これらの複合体は、細胞タンパク質の合成を制御する役目を果たす。この制御は、成長及び増殖を含む細胞恒常性にとって重要な要件である。したがって、mTORは、表面受容体の下流にある非常に重要な癌シグナルリング経路であり、mTORを標的化しうる改良型薬物に対して多大なニーズが存在している。
膜貫通型受容体のリガンド結合活性化によってPI3Kが活性化され、続いて、この活性化によってAktがリン酸化される。このリン酸化は、PTENによって脱リン酸化される。PI3K/Akt/mTOR経路の下流シグナルリングの増強によって、癌及び炎症プロセスを含む自己免疫疾患は、幾分かは、これらの疾患の原因となり、4E-BP1及びp70 S6キナーゼのような下流の標的をリン酸化することによってmRNAの翻訳のような多数の下流の生物学的効果を発揮し、Atg13とULK1を介した自食作用の抑制、リボソームの生合成、及び転写の活性化は、ミトコンドリアの活性又は脂肪生成の増大につながる。したがって、mTORは、EGFR/PI3K/Akt及びMETシグナルリングの下流標的であると共に、MEKシグナルリングと有意なクロストークを有することから、多様な種類の疾患の治療的処置の対象となる主要標的と見なされている。
PI3K/AKT/mTOR及びMEK経路の制御不全は、細胞成長及び増殖の抑制不能につながる。しかしながら、当該技術分野において、mTOR、MEK及びPI3Kを阻害することによる、癌並びに他の疾患及び病態を治療するための化合物並びに方法に対するニーズは依然として絶えない。mTOR、MEK及びPI3Kの小分子阻害剤が創製されたにもかかわらず、現代の創薬における強力なmTOR、MEK及びPI3Kの阻害剤のデザインは依然として有意な課題となっている。したがって、当該技術分野において、物理的及び薬理学的特性を有し、治療用途における多官能性阻害剤の使用を可能にする多官能性mTOR、MEK及びPI3K阻害剤に対するニーズは、依然として絶えない。本発明は、mTOR、MEK及びPI3Kに結合してmTOR、MEK及びPI3Kの活性を阻害するようにデザインされた、単剤多官能性化合物を提供するものである。
本発明は、MAPキナーゼ及びPI3K経路を同時標的化する単一の化合物、並びにそのような化合物を必要とする個体に投与することによって癌を治療する方法に関する。本化合物は、これらの重要なシグナルリング経路を同時標的化することによって、それらの経路制御不全に付随する疾患と闘うことを目的として開発された。
より具体的には、本発明は、腫瘍の成長、進行及び転移に関与する2つ又は3つの重要なシグナルトランスダクション経路(すなわち、mTOR、MEK及びPI3K)を阻害する機能を有する、新規な多官能性化合物に関する。個々のmTOR阻害剤、PI3K阻害剤及びMEK阻害剤は、それぞれの酵素標的に対する高い結合親和性を維持しながらリンカーを収容するように化学的に修飾されたものであり、これらの阻害剤を共役することによって、本二官能性、三官能性及び四官能性のmTOR/MEK/PI3K阻害剤が提供されてきた。本化合物は、2つ又は3つの重大な制御ノード、mTOR、MEK及びPI3Kを同時に標的化することによってKRAS駆動性腫瘍進行を阻害し、その阻害中にこれらの各経路間で起こるクロストークを遮断する。
したがって、本発明は、mTOR、MEK及びPI3K酵素の多官能性阻害剤、その多官能性阻害剤を含む組成物、並びにmTOR、MEK及びPI3K活性を阻害することによって奏効をもたらす、病態及び疾患の治療的処置における阻害剤の使用方法に関する。本化合物は、mTOR活性化、MEK活性化及びPI3K活性化に対して強力な阻害剤であり、癌、とりわけKRAS突然変異体腫瘍の治療において有用である。
本発明は、下記構造式、
Figure 0007475062000001
(D=I、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000002
式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、
あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000003
R=H、アルキル又はアリールであり、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000004
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000005
Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000006
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000007
RはH、アルキル又はアリールであり、式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000008
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000009
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、nは1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000010
(D=I、-C≡CH、-C≡C-Rであり、式中、R=アルキル又はアリールであり、
はH、アルキル、アリール、-(CH-OH、又は-(CH)p-NRであり、式中、p=1~6、及びR=H、アルキル、アリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000011
mは0、1、2、又は3であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000012
=H、アルキル又はアリールであり、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000013
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000014
=H、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、又は3である。
Figure 0007475062000015
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000016
=H、アルキル又はアリールであり、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000017
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000018
=H、アルキル又はアリールであり、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000019
、Rは独立にH、アルキル、アリールであり、nは1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000020
(式中、R=R-(-)-CHCHOH(CHOH);-CHCHOH;又は-CHCH-NHであり、
DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rである:Rはアルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:

Figure 0007475062000021
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000022
1はH、アルキル又はアリールであり、m及びnは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000023
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000024
は独立にH、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000025
(DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、Rはアルキル又はアリールであり、Xは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000026
式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000027
R=H、アルキル又はアリールであり、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000028
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000029
は独立にH、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000030
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000031
はH、アルキル又はアリールであり、式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000032
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000033
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、nは1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000034
(YはF、CIであり、
DはI又は-C≡-CRであり、式中、R=H、アルキル又はアリールであり、
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであるか、又は一緒になって5員環又は6員環を形成し、
X、W及びZは独立にカルボニル又は(CRであり、式中、R、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、及びn=0、1、2、3,4又は5である。
xは以下の通りである:
Figure 0007475062000035
R=H、アルキル、アリールであり、式中、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000036
R=H、アルキル又はアリールであり、式中、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。)及び

Figure 0007475062000037
(式中、DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、Rはアルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000038
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立に、m=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000039
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000040
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000041
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000042
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。
Figure 0007475062000043
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000044
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。及び
Figure 0007475062000045
式中、独立にm=0、1であり、n=1~6であり、o=2~6である。)
を有し、MEK及びPI3K活性を阻害する機能を有する多官能性化合物、あるいはその医薬的に許容される塩に関する。
別の実施形態において、本発明は、mTOR、MEK及びPI3Kの活性を阻害する機能を有する下記構造式
Figure 0007475062000046
(式中、DはI、-C≡CH又はC≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000047
、独立に、H、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000048
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000049
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000050
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である
Figure 0007475062000051
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000052
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000053
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。
及び
Figure 0007475062000054
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=1~6であり、o=2~6である。)

Figure 0007475062000055
(式中、Wは
Figure 0007475062000056
であり、及びRはH、アルキル又はアリールであり、及びm=0、1~6であり、
D=I、-C≡CH、-D≡C-Rであり、式中、R=アルキル又はアリールであり、式中、Xは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000057
式中、m=0、1~6であり、n=1~6であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000058
=H、アルキル又はアリールであり、式中、m、nは独立に1~6である。
Figure 0007475062000059
式中、RはH、アルキル又はアリールであり、及びm=0、1~6であり、n=1~6であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000060
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、及びm、n、oは独立に1~6である。)

Figure 0007475062000061
(式中、DはI、-CCH、又は-C≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000062
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=1~6であり、p=0、1であり、q=2~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000063
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000064
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=1~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000065
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000066
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000067
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000068
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。
Figure 0007475062000069
独立にm=0、1であり、n=1~6であり、o=2~6である。)及び

Figure 0007475062000070
(式中、DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000071
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にn=0~6であり、o=1~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000072
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000073
式中、独立にn=0~6であり、o=1~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000074
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000075
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000076
式中、独立にn=1~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。及び
Figure 0007475062000077
は独立に、H、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。)
を有する三官能性化合物、あるいはその医薬的に許容される塩に関する。
一実施形態において、本発明は、治療有効量の本多官能性化合物を必要とする個体に投与することによって病態又は疾患を治療する方法を提供する。関心対象とされる、癌などの疾患又は病態は、mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3Kを阻害することによって治療可能である。
本発明の別の実施形態は、(a)本多官能性阻害剤と、(b)疾患又は病態を治療するのに有用な賦形剤及び/又は医薬的に許容される担体と、を含む組成物を提供することを意図したものであり、本組成物は、mTOR、MEK及びPI3Kのうちの1つ以上を阻害することによって奏効をもたらす。
本発明の別の実施形態は、個体の疾患又は病態を治療する方法において、本多官能性化合物と第2の治療活性剤とを含む組成物を利用することを意図したものであり、本組成物は、mTOR、MEK及びPI3Kのうちの少なくとも1つを阻害することによって奏効をもたらす。
更なる実施形態において、本発明は、関心対象とされる癌などの疾患又は病態の治療を目的とした医薬品製造用の、本多官能性阻害剤と任意の第2の治療剤とを含む組成物の使用を提供する。
本発明の更に別の実施形態は、(a)コンテナと、(b1)本多官能性阻害剤を含むパッケージングされた組成物と、(b2)関心対象の疾患又は病態の治療に有用な第2の治療剤を含むパッケージングされた組成物と、(c)疾患又は病態の治療に際して同時投与又は逐次投与される組成物の使用説明書を収録した添付文書と、を含む、ヒトの医薬用途に対応したキットを提供する。
本発明の上記並びに他の実施形態及び特徴は、好ましい実施形態の下記詳細説明から明らかになるであろう。
MEK1アロステリックポケット及びPI3Kαにおける化合物14の、ドッキング構造を示す。
培養されたA-549肺腫瘍(図2A)及びD54神経膠腫細胞(図2B)由来のMAPK/ERK並びにPI3K/AKT経路を標的化する、化合物7、9、11及び14のインビトロ活性を示す。
化合物7、9、11及び14のインビトロ活性の定量を示す。
腫瘍担持マウスにおいて、化合物14を介してのインビトロMEK1及びPI3Kの阻害活性を示す。
脳内D54神経膠腫を有するマウスにおいて、MV4-162(化合物14)又はMB4-168を介してのインビトロMEK1及びPI3Kの阻害活性を示す。
マウスの皮下増殖性メラノーマ腫瘍株A357及びA2058における、MEK1及びPI3Kのインビボ阻害活性を示す。
マウスの皮下増殖性結腸癌腫瘍株CT26における、MEK1及びPI3Kのインビボ阻害活性を示す。
MV4-162(化合物14)で処置された動物に関して、生存率と経過日数とを対照して示したグラフである。
MV-162(化合物14)及びビヒクル対照で処置された動物に関して、メラノーマ腫瘍A2058及びA357の腫瘍体積を示したグラフを含む。
ビヒクル対照及びMV4-162(化合物14)で処置された動物に関して、腫瘍体積の変化率と日数とを対照して示したグラフを含む。
化合物14(MV4-162)及びビヒクル対照で処置されたマウスの腫瘍塊を、図示しグラフ化したものである。
好ましい実施形態と照らし合わせて本発明について説明するが、本発明は開示されている実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。本明細書における本発明の実施形態の説明を考慮すると、当業者であれば様々な修正を施すことが可能であることが理解される。そのような修正は、下記の特許請求の範囲に包含される。
本明細書中に用いられている「PI3K」という用語は、その全体が本明細書において参照により援用されている米国特許出願公開第2011/0009405号明細書に定義されるように、クラスI(クラスIa及びクラスIbを含む)、クラスII、又はクラスIIIのホスホノイノシチド-3-キナーゼを意味する。
本明細書中に用いられている「MEK」という用語は、マイトジェン活性化プロテインキナーゼを意味する。
本明細書中に用いられている「mTOR」という用語は、ラパマイシンの機構的標的を意味する。
「mTOR及び/又はPI3K及び/又はMEKを阻害することによって奏効が得られる、疾患又は病態」という用語は、mTOR、PI3K及びMEKの少なくとも1つ、並びに/又はmTOR、PI3K及びMEKの少なくとも1つの作用が、例えばその疾患又は病態の発症、進行、発現にとって重要とされるか又は必要とされる病態、あるいはmTOR、PI3K又はMEK阻害剤によって治療されることが公知である疾患又は病態に関する。そのような病態の例としては、限定されるものではないが、癌が挙げられる。当業者であれば、例えば、特定の化合物の活性を便宜的に評価できるアッセイを使用することで、任意の特定の細胞型を対象としてmTOR、PI3K及びMEKのうちの1つ以上により媒介される疾患又は病態が本化合物で治療されるかどうかを、容易に判定することができる。
「第2の治療剤」という用語は、本多官能性阻害剤とは異なり、関心対象の疾患又は病態を治療することが公知である治療剤を指す。例えば、関心対象の疾患又は病態が癌である場合、第2の治療剤を、例えばタキソールのような公知の化学療法剤、又は放射線とすることができる。
「疾患」又は「病態」という用語は、通例は病理学的な病態又は作用であるとなされる障害並びに/又は異常で、特定の徴候、症状及び/又は機能不全の形で顕在化されるものを意味する。以下に実証されているように、本発明の化合物は、MEK及びPI3K、又はmTOR、MEK、及びPI3Kの強力な阻害剤であり、mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3Kを阻害することによって奏効が得られる疾患並びに病態の治療に使用できる。
本明細書において、例えば、「治療する(treat)」、「治療用(treating)」、「治療(treatment)」という用語、及び同種の用語は、疾患又は病態、及び/又はそれに付随する症状を排除、軽減、又は寛解することを指す。疾患又は病態を治療するからといって、疾患、病態、又はそれに付随する症状を必ずしも完全に排除することは、不可能ではないにしろ、要求されない。本明細書において、「治療する」、「治療用」、「治療」という用語、及び同種の用語は、疾患又は病態の再発呈、又は疾患又は病態の再発を有さないが、そのリスクに曝されているか、又はその疾患又は病態に罹患しがちな被験者において、疾患又は病態が再発呈する確率を低減すること、あるいは以前に制御された疾患又は病態が再発する確率を低減することを含みうる。「治療する」という用語及び同義語は、そのような治療を必要とする個体に対し、治療有効量の本発明の化合物を投与することを想到するものである。
本発明に係る意味の範囲において「治療」はまた、再発予防又は相予防(phase prophylaxis)、並びに急性又は慢性の徴候、症状及び/又は機能不全の治療を含む。治療は、例えば症状の抑制を目的に、症候的に方向付けることが可能であり、短期間で達成される場合もあれば、中期間を通じて方向付けされる場合もあれば、又は、例えば維持療法という脈絡の中で長期的治療とされる場合もある。
本明細書中に用いられている「治療有効量」又は「有効量」という用語は、本発明の方法により投与した場合に、関心対象の病態又は疾患の治療用の活性成分を、それを必要とする個体に有効に送達するのに充分とされる、有効成分の量を指す。癌又は他の成長障害の症例において、治療有効量の薬剤は、望ましくない細胞成長を低減させ(すなわち、或る程度遅延させ、好ましくは中断させ);癌細胞の数を減少させ;腫瘍サイズを縮小し;末梢臓器への癌細胞浸潤を阻害し(すなわち、或る程度遅延させ、好ましくは中断させ);腫瘍転移を阻害し(すなわち、或る程度遅延させ、好ましくは中断させ);腫瘍成長を或る程度阻害し;標的細胞内のmTOR、MEK及びPI3Kシグナルリングを低減させ;及び/又は癌に関連する症状のうちの1つ以上を或る程度緩和する。投与された化合物又は組成物は、既存の癌細胞の成長を妨げ及び/又はその癌細胞を死滅させる限りにおいて、細胞成長抑制性及び/又は細胞傷害性でありうる。
「コンテナcontainer)」という用語は、医薬品の保管、出荷、分注、及び/又は取り扱いに好適な任意の容器並びにその容器用の蓋を意味する。
「添付文書」という用語は、医師、薬剤師及び患者が製品の使用に関して情報に基づいた決定を下すことを可能にするのに必要とされる安全性及び有効性データと共に製品の投与方法の説明を提供する、医薬品に随伴される情報を意味する。添付文書は、一般に、医薬品用の「ラベル」と見なされている。
「同時的投与(concurrent administration)」、「併用投与(administered in combination)」、「同時投与(simultaneous administration)」、及び類似の表現は、2つ以上の薬剤を治療の対象となる被験者に同時的に投与することを意味する。「同時的に(concurrently)」とは、各薬剤を同時投与すること、あるいは異なる時点にて任意の順序で逐次投与することのいずれかを意味し、一方、同時投与以外の場合には、逐次的にまた時間的に近接して個体に投与することによって、所望の治療効果をもたらしまた協調的に作用しうることを意味する。例えば、本多官能性阻害剤は、第2の治療剤として同時投与される場合もあれば、又は異なる時点にて任意の順序で逐次投与される場合もある。本多官能性阻害剤及び第2の治療剤は、任意の好適な形態で、任意の好適な経路を介して、別個に投与してもよい。本多官能性阻害剤及び第2の治療剤は、同時投与する場合を除き、それを必要とする被験者に対し任意の順序で投与される可能性のあることが理解される。例えば、本多官能性阻害剤は、第2の治療剤治療法(例えば放射線療法)を、それを必要とする個体に対して施す前(例えば5分前、15分前、30分前、45分前、1時間前、2時間前、4時間前、6時間前、12時間前、24時間前、48時間前、72時間前、96時間前、1週間前、2週間前、3週間前、4週間前、5週間前、6週間前、8週間前、又は12週間前)に、同時に、又はその後(例えば5分後、15分後、30分後、45分後に、1時間後に、2時間後に、4時間後に、6時間後に、12時間後に、24時間後に、48時間後に、72時間後に、96時間後に、1週間後に、2週間前に、3週間後に、4週間後に、5週間後に、6週間後に、8週間後に、又は12週間後に)に投与される場合がある。様々な実施形態において、本多官能性阻害剤及び第2の治療剤は、1分間隔、10分間隔、30分間隔、1時間未満の間隔、1時間間隔、1時間~2時間間隔、2時間~3時間間隔、3時間~4時間間隔、4時間~5時間間隔、5~6時間間隔、6時間~7時間間隔、7時間~8時間間隔、8時間~9時間間隔、9時間~10時間間隔、10時間~11時間間隔、11時間~12時間間隔、24時間以内の間隔、又は48時間以内の間隔で投与される。一実施形態において、併用療法の成分は1分~24時間の間隔で投与される。
本発明を説明する文脈における(特に特許請求の範囲との関連において)「a」、「an」、「the」という用語、及び類似の指示語の使用は、別途指定しない限り、単数形及び複数形の両方を網羅するものと解釈すべきである。本明細書中の値の範囲の列挙は、本明細書中に別段の指示がない限り、単にその範囲内に含まれる各別個の値を個々に指す簡潔な方法として機能することを意図したものであり、個々の値は、あたかも本明細書中に個々に記載されているかのように本明細書中に組み込まれている。本明細書中に提供されているありとあらゆる例、又は例示的な言語(例えば「のような(such as)」)の使用は、本発明をよりよく例証することを意図したものであり、別途特許請求しない限り、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書中のいかなる言語も、特許請求されていない任意の要素を本発明の実施に必須であることを示す言語として解釈すべきではない。
小分子阻害剤を使用してmTOR、MEK及びPI3Kを標的化することが癌治療戦略として実現可能であることは、研究により確証されてきた。一方、KRAS突然変異を有する癌は、恒常的に活性化され、標準治療に対して抵抗性であり、及び予後不良のマーカーとなることが、公知である。2つのKRASエフェクター経路であるMAPK及びPI3Kはそれぞれ、増殖及び生存の重要な先駆体であり、相互に耐性メカニズムとなっている。癌の前臨床試験によって明らかにされてきたように、エフェクター経路の多重阻害は相乗効果を有し、臨床環境において併用療法の理論的根拠を提供するものである。
これらの知見の臨床的関連性は、現在、PI3K又はAKT阻害剤と併用投与されたMEK阻害剤との併用試験において調査中である(19)。しかしながら、雑多な「単剤併用」薬は、合理的にデザインされたカクテルアプローチを凌ぐ幾つかの想定された利点をもたらす。第1に、個々の成分の選択性にかかわらず、2つの別個の薬剤を併用すると、標的外効果が悪化する。意図されない患者集団の治療に有利な標的外活性が幾つかあることが、立証されてきた。例えば、「選択的」ablキナーゼ阻害剤であるイマチニブは、c-kit駆動型の消化管間質腫瘍(GIST)だけでなく、或る種のPDGFR駆動型の悪性腫瘍の治療にも有効であることが、立証されてきた(20)。しかしながら、より多くの事例において、意図されないキナーゼ標的が阻害されると、非機構ベースの毒性形態で付随的な損傷が発生する。第二に、個々の薬剤間で薬物動態プロファイルが異なることは、それらを診療所で併用したときに問題となる可能性があり、異なる薬物間相互作用の傾向によって更に悪化する恐れがある。患者の服薬遵守及び薬物費用の問題は、複数ノードを介してシグナルリングを損なう単一化学実体のデザインを更に裏付けるものであり、また、2つの未承認薬剤との併用試験を実施する際にも、物流上の障害が発生する。MEK阻害剤トラメチニブを用いた臨床データは有望であるように思われる(21、22)が、PI3K又はAKT阻害剤が近い将来に承認される可能性は低い。腫瘍細胞は、PI3K阻害剤に曝露(challenge)された場合に、PI3K/AKT/mTOR経路を介して流束を回復させるための多彩な機構を呈することにより、それらの単剤有効性を制限し、それらの規制承認経路を妨げる(23)。水平、すなわち並行PI3K/AKT及びMEK/ERKシグナルリング阻害剤によって導き出される有効性が、単一段階の標的化と比較して有利であることは、初期の臨床データにおいて裏付けられてきた(19)。
本化合物は、MAPK及びPI3K経路の両方を特異的に標的化することを目的に、化学的に連結された多官能性阻害剤である。この複合(combine)経路阻害能を有する単一分子による有効性及び安全性の増強は、個々の単標的阻害剤を凌ぐ。2つの薬物とは対照的に、単一の薬物の投与もまた、処方された治療レジメンに対する患者のコンプライアンスを増強させる。
本発明は、MEK及びPI3K、又はmTOR、MEK及びPI3Kの新規クラスの多官能性阻害剤に関する。それゆえ、本発明の多官能性MEK/PI3K阻害剤は、そのような治療を必要とする被験者における癌及び前癌の治療に有用である。治療有効量の本化合物を、そのような治療を必要とする被験者に投与することを含む、被験者の治療方法もまた提供されている。
一実施形態において、本発明は、MEK及びPI3Kに対して以下の二官能性阻害活性:
Figure 0007475062000078
(DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、Rはアルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:

Figure 0007475062000079
式中、mは1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000080
R=H、アルキル又はアリールであり、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000081
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000082
R=H、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000083
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000084
RはH、アルキル又はアリールであり、式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000085
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000086
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、nは1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000087
(D=I、-C≡CH、-C≡C-Rであり、式中、R=アルキル又はアリールであり、
はH、アルキル、アリール、-(CH-OH、又は-(CH-NR4であり、式中、p=1~6であり、及びR=H、アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000088
mは0、1、2、又は3であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000089
=H、アルキル又はアリールであり、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000090
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000091
=H、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、又は3である。
Figure 0007475062000092
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000093
=H、アルキル又はアリールであり、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000094
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000095
=H、アルキル又はアリールであり、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000096
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、nは1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000097
(式中、R=R-(-)-CHCHOH(CHOH)、-CHCHOH、又は-CHCH-NHであり、
DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、Rはアルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:

Figure 0007475062000098
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000099
はH、アルキル又はアリールであり、m及びnは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000100
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000101
は独立にH、アルキル又はアリールであり、m、n及びoは独立に1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000102
(DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、Rはアルキル又はアリールであり、Xは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000103
式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000104
R=H、アルキル又はアリールであり、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000105
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000106
は独立にH、アルキル又はアリールであり、m、n、oは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000107
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000108
はH、アルキル又はアリールであり、式中、mは0、1、2、3、4又は5であり、及びnは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000109
nは1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000110
、R独立にH、アルキル又はアリールであり、nは1、2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000111
(YはF、CIであり、
DはI又は-C≡CRであり、式中、R=H、アルキル又はアリールであり、
、Rは独立にH、アルキル、アリールであるか、又は一緒になって5員環又は6員環を形成し、
X、W及びZは独立にカルボニル又は(CRであり、式中、R、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、及びn=0、1、2、3、4又は5である。
xは以下の通りである:
Figure 0007475062000112
R=H、アルキル、アリールであり、式中、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。
Figure 0007475062000113
R=H、アルキル又はアリールであり、式中、m、nは独立に1、2、3、4又は5である。)及び

Figure 0007475062000114
(式中、DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、Rはアルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000115
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000116
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000117
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000118
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000119
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000120
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。
Figure 0007475062000121
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。及び
Figure 0007475062000122
式中、独立にm=0、1であり、n=1~6であり、o=2~6である。)
を有する化合物、あるいはその医薬的に許容される塩に関する。
上記構造には、変数m、n、o、p、q及びrに対して最も好ましい範囲が開示されている。追加的な実施形態において、mは0~20、好ましくは1~10;nは0~20、好ましくは1~10;oは0~20、好ましくは1~15又は2~10;pは1~20、好ましくは2~15又は1~10;及びqは0~20、好ましくは1~15又は2~10である。上記の範囲には、列挙されている範囲内の個々の値と、開示されている範囲内の全ての部分範囲とが含まれる。
別の実施形態において、本発明は、mTOR、MEK及びPI3Kの活性を阻害する機能を有する下記構造式、
Figure 0007475062000123
(式中、DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000124
、独立に、H、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000125
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000126
、独立に、H、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000127
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000128
は独立に、H、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000129
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000130
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。
および
Figure 0007475062000131
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=1~6であり、o=2~6である。)

Figure 0007475062000132
(式中、Wは
Figure 0007475062000133
であり、及びRはH、アルキル又はアリールであり、及びm=0、1~6であり、
D=I、-C≡CH、-C≡C-Rであり、式中、R=アルキル又はアリールであり、式中、Xは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000134
式中、m=0、1~6であり、n=1~6であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000135
=H、アルキル又はアリールであり、式中、m、nは独立に1~6である。
Figure 0007475062000136
式中、RはH、アルキル又はアリールであり、及びm=0、1~6であり、n=1~6であり、あるいはm及びnの任意の組み合わせを含む。
Figure 0007475062000137
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、及びm、n、oは独立に1~6である。)

Figure 0007475062000138
(式中、DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000139
は独立にH、アルキル、又はアリールであり、式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=1~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000140
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000141
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=1~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000142
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000143
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=0~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000144
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000145
式中、独立にm=0、1であり、n=0~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。
Figure 0007475062000146
式中、独立にm=0、1であり、n=1~6であり、o=2~6である。)及び

Figure 0007475062000147
(式中、DはI、-C≡CH、又は-C≡C-Rであり、R=アルキル又はアリールであり、及びXは以下からなる群から選択される:
Figure 0007475062000148
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にn=0~6であり、o=1~6であり、p=0、1であり、q=0~6であり、r=2~6である。
Figure 0007475062000149
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000150
式中、独立にn=0~6であり、o=1~6であり、p=1~6であり、q=2~6であり、及びR、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
Figure 0007475062000151
式中、独立にm=0~6であり、n=2~6である。
Figure 0007475062000152
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=1~6であり、o=2~6である。
Figure 0007475062000153
式中、独立にn=1~6であり、o=0~6であり、p=2~6である。及び
Figure 0007475062000154
は独立にH、アルキル又はアリールであり、式中、独立にm=1~6であり、n=2~6である。)
を有する三官能性化合物、あるいはその医薬的に許容される塩に関する。
本発明には、mTOR、MEK及びPI3Kのうちの少なくとも2つを阻害し、また様々な疾患及び病態の治療に有用とされる、二官能性化合物、三官能性化合物並びに四官能性化合物が包含される。特に、本多官能性化合物は、癌などの疾患又は病態癌の治療方法において使用され、mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3Kを阻害することによって奏効をもたらすものである。本方法は、治療有効量の本多官能性化合物を、それを必要とする個体に投与することを含む。また、本方法には、本多官能性化合物だけでなく第2の治療剤も個体に投与することが包含される。この第2の治療剤は、それを必要とする個体を苦悶させる疾患又は病態を治療するのに有用であることが公知である、例えば特定の癌の治療に有用であることが公知である化学療法剤及び/又は放射線などの薬物類から選択される。
本明細書において、用語「アルキル」は、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、2,2-ジメチルプロピル、n-ヘキシル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、4-メチルペンチル、2,2-ジメチルブチル、2,3-ジメチルブチル、3,3-ジメチルブチル、及び2-エチルブチルを含むがこれらに限定されない、直鎖状及び分枝状の飽和C1-10炭化水素基を意味する。Cnという用語は、アルキル基が「n」個の炭素原子を有することを意味する。Cn-mという用語は、アルキル基が「n」~「m」個の炭素原子を有する可能性のあることを意味する。「アルキレン」という用語は、置換基を有するアルキル基を指す。メチルなどのアルキル基、又は-CH2-などのアルキレン基は、例えばハロ、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、ヒドロキシ、アルコキシ、ニトロ、シアノ、アルキルアミノ、又はアミノ基で置換することが可能である。
本明細書において、「ハロ」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモ、及びヨードとして定義される。
「ヒドロキシ」という用語は、-OHとして定義される。
「アルコキシ」という用語は、-OR、ここで、Rはアルキルである、として定義される。
「アミノ」という用語は-NH2として定義され、「アルキルアミノ」という用語は-Rとして定義される。ここで、少なくとも1つのRはアルキルであり、第2のRはアルキル又は水素である。
「ニトロ」という用語は、-NO2として定義される。
「シアノ」という用語は、-CNとして定義される。
「カルバモイル」という用語は、-C(=O)NRとして定義される。
「トリフルオロメチル」という用語は、-CFとして定義される。
「トリフルオロメトキシ」という用語は、-OCFとして定義される。
本明細書において、
Figure 0007475062000155
などの基は、
Figure 0007475062000156
の略語である。
本明細書において、「アリール」という用語は、単環式又は多環式芳香族基、好ましくは単環式又は二環式芳香族基を指す。アリール基の例としては、限定されるものではないが、フェニル、ナフチル、フルオレニル、アズレニル、アントリル、フェナントリル、ピレニル、ビフェニル、及びターフェニルが挙げられる。また、アリールは、一方の環が芳香族であり、他方の環が飽和、部分不飽和、又は芳香族でありうる二環式及び三環式炭素環、例えばジヒドロナフチル、インデニル、インダニル又はテトラヒドロナフチル(テトラリニル)を指す。
「ヘテロアリール」という用語は、3~10員環構造、好ましくは3~7員環において、その環構造が1~4個のヘテロ原子を含むものを指す。ヘテロアリール基の例としては、例えば、チオフェン、チアントレン、フラン、ピラン、イソベンゾフラン、クロメン、キサンテン、フェノキサンテン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、インドリジン、イソインドール、インドール、インダゾール、プリン、キノリジン、イソキノリン、キノロン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、カルバゾール、フェナントリジン、アクリジン、ピリミジン、フェナントロリン、及び同種のものが挙げられる。
アリール又はヘテロアリール基は、1つ以上の位置にて、例えば、ハロゲン、アルキル、アラルキル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスフェート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、アルキルチオ、スルホニル、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、アリール残基又はヘテロアリール残基、トリフルオロメチル、シアノ、及び同種の置換基で置換可能である。
追加的に、本化合物の塩、水和物、及び溶媒和物もまた、本発明に含まれ、本明細書中に開示されている方法で使用できる。本発明は更に、本多官能性化合物の全ての可能な立体異性体、及び幾何異性体を包含する。本発明には、ラセミ化合物及び光学活性異性体の両方が含まれる。本多官能性化合物又は三官能性化合物を、単一のエナンチオマーとして所望する場合、最終生成物を分割すること、あるいは異性体的に純粋な出発物質から又はキラル補助試薬を使用して立体特異的に合成することのいずれかによって得られる。例えば、Z. Ma et al., Tetrahedron: Asymmetry, 8(6), pages 883-888 (1997)を参照のこと。最終生成物、中間体、又は出発物質の分割は、当該技術分野において公知の任意の適切な方法で達成することが可能である。追加的に、本多官能性化合物の互変異性体が可能である状況において、本発明は、本化合物の全ての互変異性型を包含することを意図している。
本発明の化合物は、塩として存在する場合がある。本発明の方法では、本発明の化合物の医薬的に許容される塩が好ましいとされることがしばしばである。本明細書において、「医薬的に許容される塩」という用語は、本多官能性化合物の塩、又は双性イオン形態を指す。本発明の多官能性化合物の塩は、化合物の最終的な単離及び精製中に、あるいは別途に化合物を好適なカチオンを有する酸と反応させることによって、調製することが可能である。本発明の多官能性化合物の医薬的に許容される塩は、医薬的に許容される酸と一体的に形成された酸付加塩でありうる。医薬的に許容される塩を形成する目的に使用できる酸の例としては、硝酸、ホウ酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸及びリン酸などの無機酸類、並びにシュウ酸、マレイン酸、コハク酸及びクエン酸などの有機酸類が挙げられる。本発明の化合物の塩の例としては、限定されるものではないが、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、2-ヒドロキシエタンスルホン酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、酢酸塩、アジピン酸塩、アルギン酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、重硫酸塩、酪酸塩、樟脳酸塩、樟脳スルホン酸塩、ジグルコン酸塩、グリセロールリン酸塩、半硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、葉酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、アスコルビン酸塩、イソチオン酸塩、サリチル酸塩、メタンスルホン酸塩、メシチレンスルホン酸塩、ナフチレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、2-ナフタレンスルホン酸塩、シュウ酸塩、パモ酸塩(palmoate)、ペクチン酸塩、過硫酸塩、3-フェニルプロピオン塩、ピクリン酸塩、ピバル酸塩、プロピオン酸塩、トリクロロ酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、リン酸塩、グルタミン酸塩、重炭酸塩、パラトルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、乳酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩、グルコン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンジスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、及びp-トルエンスルホン酸塩が挙げられる。加えて、本発明の化合物中に存在する利用可能なアミノ基は、メチル、エチル、プロピル、及び塩化ブチル、臭化物、及びヨウ化物;ジメチル、ジエチル、ジブチル、及び硫酸ジアミル;デシル、ラウリル、ミリスチル、及び塩化ステリル;臭化物、及びヨウ化物;並びにベンジル及び臭化フェネチルで四級化することが可能である。上記を鑑みると、本明細書中に出現する本発明の化合物に対する言及は、本多官能性化合物、及びその医薬的に許容される塩、水和物、又は溶媒和物を含むことを意図したものである。
本明細書中に用いられている「プロドラッグ」という用語は、プロドラッグを放出するか又はプロドラッグを(例えば、酵素的に、生理学的に、機械的に、電磁的に)活性薬物に変換する際に、標的の生理系内で(例えば自発的又は酵素的)生体内変換を必要とする親「薬物」分子の、薬理学的に不活性な誘導体を指す。プロドラッグは、安定性、毒性、特異性の欠如、又は生物学的利用能の制限に伴う問題を克服するようにデザインされている。
プロドラッグは、多くの場合、哺乳動物の生体内において溶解性、組織適合性、又は遅延放出という利点をもたらす。(Bundgard, "Design of Prodrugs", pp. 7-9, 21-24, Elsevier, Amsterdam (1985);及びSilverman, "The Organic Chemistry of Drug Design and Drug Action", pp. 352-401, Academic Press, San Diego, Calif. (1992)を参照)。例示的なプロドラッグは、活性薬物分子自体と、化学的マスキング基(例えば、薬物の活性を可逆的に抑制する基)と、を含む。好ましいプロドラッグによっては、代謝条件下で開裂しがちな基を有する、化合物の変形又は誘導体もある。例示的なプロドラッグは、生理学的条件下で加溶媒分解を経るか、あるいは酵素的分解又は他の生化学的変換(例えば、リン酸化、水素化、脱水素化、グリコシル化)を経ると、インビボ又はインビトロで医薬的に活性になる。一般的なプロドラッグとしては、酸誘導体、例えば、親酸と好適なアルコール(例えば、低級アルカノール)との反応によって調製されるエステル類、親酸化合物とアミンとの反応によって調製されるアミド類、又は反応を経ることによってアシル化塩基誘導体(例えば、低級アルキルアミド)を生ずる塩基性基が挙げられる。
MEK阻害剤及び/又はmTOR阻害剤に連結可能な追加的なPI3K阻害剤としては、以下のものが挙げられる。
Figure 0007475062000157
塩調製用にmTOR、MEK及びPI3K阻害剤を結合するための好ましいリンカーは、以下のとおりである。
Figure 0007475062000158
、Rは独立にH、アルキル又はアリールである。
m及びnは独立に1、2、3、4又は5であり、及びoは2、3、4又は5である。)
Figure 0007475062000159
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、
m及びnは独立に1、2、3、4又は5であり、及びoは2、3、4又は5である。)

Figure 0007475062000160
、Rは独立にH、アルキル又はアリールであり、
m及びnは独立に1、2、3、4又は5であり、及びoは2、3、4又は5である。)
追加的な好ましい実施形態において、塩の調製に好適なリンカーは、以下のとおりである。
Figure 0007475062000161
t-Boc-アミノキシ-PEG2-N',N"-ジメチルエタン-1,2-ジアミン-PEG2酸(ST-179)
Figure 0007475062000162
t-Boc-アミノキシ-PEG1-N-メチルアミン-PEG1酸(ST-5-09)
Figure 0007475062000163
t-Boc-アミノキシ-PEG1-N-メチルアミン-PEG2酸(ST-5-10)
Figure 0007475062000164
t-Boc-アミノキシ-PEG1-N',N"-ジメチルエタン-1,2-ジアミン-PEG1酸(ST-188)
Figure 0007475062000165
t-Boc-アミノキシ-PEG2-N-メチルアミン-PEG2酸(ST-5-11)
化合物(e)の一実施形態において、リンカー
Figure 0007475062000166
は、
Figure 0007475062000167
である。
薬物の生体利用能を更に増強させることを目的に、リンカーを、2-[2,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)プロピル]エタノール、三元リンカー、又はMEK阻害剤、PI3K阻害剤及びmTOR阻害剤をエステル結合で結合するための四元リンカーとしてもよい。
TOR、PI3K及びMEKを阻害する機能を有する本発明の特定の化合物としては、限定されるものではないが、下記の構造を有する化合物が挙げられる。
Figure 0007475062000168
Figure 0007475062000169
Figure 0007475062000170
Figure 0007475062000171
Figure 0007475062000172
Figure 0007475062000173
Figure 0007475062000174
Figure 0007475062000175
Figure 0007475062000176
Figure 0007475062000177
Figure 0007475062000178
Figure 0007475062000179
Figure 0007475062000180
Figure 0007475062000181
本発明は、(a)それらの各酵素標的に対して高度な結合親和性を維持するように共役リンカーで化学修飾された個々のmTOR、PI3K及びMEK阻害剤を開発することと、(b)最終合成工程において、これらの化学実体のプロトタイプを共役することによって単一化学実体の多官能性阻害剤化合物ST-180~ST-186、ST-189、及びST5-05を提供することと、を含む。この戦略はまた、例えば、トラメチニブ、セルメチニブ、ピメルサチブ、SMK-17のような、代替のMEK阻害剤を連結する目的に使用可能である。他のMEK阻害剤は、Chapter 8, Figures 8.10 and 8.11: Sebolt-Leopold, et al.(2009), Road to PD0325901 and Beyond: The MEK Inhibitor Quest, in Kinase Inhibitor Drugs (Eds. R. Li and J. A. Stafford), John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USAに開示されている。
代替のPI3K阻害剤としては、例えば、GDC0941、GDC0980、BKM-120、BEZ235、PIK-90、及びデュベリシブ(Duvelisib)が挙げられる。
代替のmTOR阻害剤としては、例えば、ラパマイシン、AZD8055、KU0063794、トルキニブ(Torkinib)(PP242)、及びボクスタリシブ(Voxtalisib)が挙げられる。
ゆえに、本発明は、本化合物によって例示されているように、疾患及び病態の治療を用途とする多官能性mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3K阻害剤を提供する。本阻害剤は、mTOR、MEK、及びPI3Kのうちの少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つを阻害することによって有益な効果をもたらすものである。一実施形態において、本発明は、疾患又は病態に罹患している個体を治療する方法に関する。本方法は、治療有効量の本多官能性化合物を必要とする個体に投与することを含み、mTOR、MEK又はPI3K、好ましくはそれら全部を阻害することによって奏効をもたらすものである。本化合物がKRAS突然変異体腫瘍に対して呈する活性は、mTOR、MEK又はPI3K阻害剤単独療法のいずれよりも高いことが想定される。
本発明の方法は、本化合物をそのままの化合物として、又は医薬組成物として投与することにより、達成できる。医薬組成物、又はそのままの多官能性化合物の投与は、関心対象の疾患又は病態の発症中に又は発症後に実施できる。医薬組成物は、無菌であり、また投与された際に有害反応を引き起こしかねない毒性、発癌性又は変異原性の化合物をいっさい含まないのが、ごく一般的である。本発明の多官能性化合物、並びに任意に、mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3Kを阻害することによって奏効をもたらす、別個又は共にパッケージングされた疾患及び病態の治療に有用な第2の治療剤、並びにこれらの活性剤を使用するための説明書を含む添付文書が、更に提供されている。
多くの実施形態では、本発明の多官能性化合物を、疾患又は病態の治療に有用な第2の治療剤と併用投与し、それによって、mTOR、MEK及びPI3Kのうちの1つ以上を阻害することによる奏効が得られる。第2の治療剤は、本多官能性化合物とは異なる。本多官能性化合物及び第2の治療剤は、同時投与又は逐次投与によって、所望の効果を達成することが可能である。加えて、本多官能性化合物及び第2の治療剤は、単一の組成物又は2つの別個の組成物から投与することが可能である。
第2の治療剤は、その所望される治療効果をもたらす量にて投与される。第2治療剤ごとの有効投薬量範囲は当該技術分野において公知であり、第2治療剤はそのような確立された範囲内にて、それを必要とする個体に投与される。
本多官能性化合物を、第2の治療剤の投与前に投与するかあるいはその逆に第2の治療剤の投与後に投与する場合、本多官能性化合物及び第2の治療剤を、単回単位用量としてまとめて投与することも、あるいは単位用量を多回に分けて投与することも可能である。1つ以上の用量の本多官能性化合物及び/又は1つ以上の用量の第2の治療剤を投与することが可能である。それゆえ、本多官能性化合物は、例えば抗癌剤を含むがこれに限定されない、1つ以上の治療剤と併用しても差し支えない。
本発明に従って治療できる疾患及び病態としては、例えば、癌が挙げられる。治療することが可能な癌は多岐にわたっており、限定されるものではないが、癌腫、膀胱(加速性及び転移性膀胱癌を包含)、乳房、大腸(結腸直腸癌を包含)、腎臓、肝臓、肺(小細胞肺癌、非小細胞肺癌及び肺腺癌を包含)、卵巣、前立腺、精巣、尿生殖路、リンパ系、直腸、喉頭、膵臓(外分泌膵臓癌を包含)、食道、胃、胆嚢、子宮頸部、甲状腺、腎臓及び皮膚(扁平上皮癌を包含)を包含;白血病、急性リンパ性白血病、急性リンパ芽球性白血病、B細胞リンパ腫、T細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、有毛細胞リンパ腫、組織球性リンパ腫及びバーキットリンパ腫を包含するリンパ系統の造血器腫瘍;急性及び慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、骨髄性白血病、及び前骨髄球性白血病を包含する骨髄系統の造血器腫瘍;星状細胞腫、神経芽細胞腫、神経膠腫及びシュワン細胞腫を包含する中枢及び末梢神経系の腫瘍;線維肉腫、横紋筋肉腫及び骨肉腫を包含する間葉起源の腫瘍;並びに他の腫瘍類、メラノーマ、色素性乾皮症、角化腺腫、セミノーマ、甲状腺濾胞癌、奇形癌、腎細胞癌(RCC)、膵臓癌、骨髄腫、骨髄腫及びリンパ芽球性白血病、神経芽細胞腫、並びに神経膠芽腫を包含する。
本発明の二重MEK/PI3K阻害剤で治療可能な癌の追加的な形態としては、例えば、成人及び小児腫瘍、固形腫瘍/悪性腫瘍の成長、粘液様及び円形細胞癌、局所進行腫瘍、転移性癌、ユーイング肉腫を包含するヒト軟部肉腫、リンパ節転移、特に頭頸部の扁平上皮癌、食道扁平上皮癌、口腔癌を包含する癌の転移、多発性骨髄腫を包含する血球悪性腫瘍、急性リンパ性白血病、急性非リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病及び有毛細胞白血病を包含する白血病;滲出性リンパ腫(体腔リンパ腫)、胸腺リンパ腫肺癌(小細胞癌、皮膚T細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、副腎皮質癌、ACTH産生腫瘍、非小細胞癌を包含、小細胞癌及び乳管癌を包含する乳癌)、消化器癌(結腸直腸腫瘍に付随する胃癌、結腸癌、結腸直腸癌及びポリープを包含);膵臓癌、肝臓癌、泌尿器科癌(原発性表在性膀胱腫瘍などの膀胱癌、膀胱の浸潤性移行上皮癌及び筋肉浸潤性膀胱癌を包含)、前立腺癌、女性器の悪性腫瘍(卵巣癌、原発性腹膜上皮腫瘍、子宮頸癌、子宮内膜癌、膣癌、外陰癌、子宮癌及び卵巣濾胞中の固形腫瘍を包含)、男性生殖管の悪性腫瘍(精巣癌及び陰茎癌を包含)、腎臓癌(腎細胞癌を包含、脳腫瘍(内因性脳腫瘍、神経芽細胞腫、星状細胞脳腫瘍、神経膠腫、及び中枢神経系への転移性腫瘍細胞の浸潤を包含)、骨癌(骨腫及び骨肉腫を包含)、皮膚癌(悪性メラノーマ、ヒト皮膚ケラチノサイトの腫瘍進行及び扁平上皮癌を包含)、甲状腺癌、網膜芽細胞腫、神経芽細胞腫、腹水、悪性胸水、中皮腫、ウィルムス腫瘍、胆嚢癌、栄養膜性腫瘍、血管周皮腫、骨髄線維症、急性骨髄性白血病(AML)、骨髄異形成症候群(MDS)及び慢性骨髄性白血病(CML)を包含する骨髄性悪性腫瘍、並びにカポジ肉腫が挙げられる。
本多官能性化合物は、膵臓癌及び結腸直腸癌、並びに腫瘍転移性疾患の治療に特に有用である。
投与経路はまた、例えばブドウ膜メラノーマ及び網膜芽細胞腫を包含する眼部腫瘍を治療するため化合物の直接眼内注射によるものとしてもよい。本多官能性阻害剤はまた、局所的、経口的又は静脈内、又は眼内インプラントを介した送達によって、眼科用薬物の生体利用能を改善することが可能である。細胞シグナルリング経路は、他の生物学的経路と有意な「クロストーク」を有し、それゆえ、それら経路間の分子的相互作用が多様であることから、PI3K/Akt/mTOR経路及びRaf/MEK/ERK経路を標的化することは、緑内障、白内障、加齢黄斑変性症、弱視及び糖尿病性網膜症を包含する眼疾患に有益となる可能性がある。
追加的な疾患及び病態は、癌、炎症性疾患、アレルギー性疾患、炎症性腸疾患、血管炎、ベーチェット症候群、乾癬、炎症性皮膚病、喘息、呼吸器アレルギー疾患、自己免疫疾患、移植片拒絶、発熱、心血管障害、脳血管障害、線維症、結合組織病、サルコイドーシス、性器障害、生殖障害、胃腸障害、神経障害、睡眠障害、疼痛、腎障害を包含し、感染症はHIVを包含し、慢性疼痛は神経因性疼痛(神経自体への損傷又は神経機能不全に起因する疼痛)を包含し、侵害受容性(nociceptive)の疼痛(侵害受容体(nociceptor)は損傷中に活性化される神経系内の受容体である)を包含し、並びに、線維筋痛症、炎症、筋骨格系機能不全のような臨床診断に関連する慢性疼痛のうち、本mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3K阻害剤の投与によって治療できるものは、米国特許出願公開第2011/0053907号明細書、米国特許第7897792号明細書、米国特許出願公開第2011/0009405号明細書、及び米国特許出願公開第2010/0249099号明細書に開示されており、これらの各文献はその全体が本明細書において参照により援用されている。
本発明の方法では、典型的には薬務に従って調合された治療有効量の1つ以上の本多官能性阻害剤を、それを必要とするヒトに投与する。そのような治療法が適応とされるかどうかは個々の症例に応じて決定されるものであり、存在する徴候、症状及び/又は機能不全のほか、特定の徴候、症状及び/又は機能不全、並びにその他の要因を発症するリスクを考慮した医学的評価(診断)の対象となる。
本発明の多官能性化合物は任意の適当な経路、例えば経口、口腔、吸入、舌下、直腸、膣内、腰椎穿刺による槽内又は髄腔内、経尿道、経鼻、経皮、すなわち経皮又は非経口(静脈内、筋肉内、皮下、冠状内、皮内、乳房内、腹腔内、関節内、髄腔内、眼球後、肺内注射及び/又は特定の部位への外科的移植を含む)投与によって投与できる。非経口投与は、針及び注射器を使用して、又は高圧技術を用いて達成することが可能である。
医薬組成物には、本多官能性化合物がその意図された用途を達成するための有効量にて投与されるものが、包含される。正確な処方、投与経路、及び投薬量は、個々の医師が診断された病態又は疾患を考慮したうえで決定する。投薬量及び投薬間隔は、治療効果を維持するのに充分なレベルの本多官能性化合物が提供されるように、個別に調整することが可能である。
本多官能性化合物の毒性及び治療効果を、細胞培養物又は実験動物における標準的な医薬手技によって定量化することで、例えば動物において毒性を生ずることのない最高用量として定義される化合物の最大耐量(MTD)を算定することが可能である。最大耐用量と治療効果(例えば、腫瘍成長の抑制)との間の用量比は、治療指数である。投薬量は、使用される剤形、及び利用される投与経路に応じて、この範囲内で変動する可能性がある。治療有効量の算定は、特に本明細書中に提供されている詳細な開示を鑑みると、優に当業者の能力の範囲内にある。
治療用途に必要とされる本多官能性化合物の治療有効量は、治療の対象となる病態の性質、所望される活性持続期間、並びに患者の年齢及び病態に応じて異なり、最終的には主治医によって決定される。投薬量及び投薬間隔は、所望される治療効果を維持するのに充分な血漿レベルの多官能性阻害剤が提供されるように、個別に調整することが可能である。所望される用量を、単回投与にて投与してもよいし、あるいは適切な間隔で多回に分けて、例えば1日に1回、2回、3回、4回又はそれ以上の多回投与として便宜的に投与してもよい。多回投与が所望されるか、又は必要とされることはしばしばある。例えば、本多官能性阻害剤の投与頻度として考えられるのは、4回用量を4日間隔にて1日1用量として送達(q4d×4);4回用量を3日間隔にて1日1用量として送達(q3d×4);5日間隔にて1日1用量送達(qdx5);3週間にわたって1週間に1用量を投与(qwk3);5日間にわたって毎日1回投与し、2日間の休薬を含めて、更に5日間にわたって毎日1回投与(5/2/5);又は状況に適していると判断された任意の用量レジメンである。
本発明の方法において用いられる本多官能性化合物は、約0.005~約500ミリグラム/用量、約0.05~約250ミリグラム/用量、又は約0.5~約100ミリグラム/用量の量で投与することが可能である。例えば、本多官能性化合物の、用量ごとの投与量を、全用量を0.005~500ミリグラムを包含する、約0.005ミリグラム、0.05ミリグラム、0.5ミリグラム、5ミリグラム、10ミリグラム、20ミリグラム、30ミリグラム、40ミリグラム、50ミリグラム、100ミリグラム、150ミリグラム、200ミリグラム、250ミリグラム、300ミリグラム、350ミリグラム、400ミリグラム、450ミリグラム、又は500ミリグラムとしても差し支えない。
本多官能性阻害剤を含有する組成物、又は同組成物を含有する組成物の投薬量は、約1ng/kg~約200mg/kg、約1μg/kg~約100mg/kg、又は約1mg/kg~約50mg/kgとすることができる。組成物の投薬量は、限定されるものではないが、約1μg/kgを含む、任意の投薬量とすることが可能である。組成物の投薬量は、限定されるものではないが、約1μg/kg、10μg/kg、25μg/kg、50μg/kg、75μg/kg、100μg/kg、125μg/kg、150μg/kg、175μg/kg、200μg/kg、225μg/kg、250μg/kg、275μg/kg、300μg/kg、325μg/kg、350μg/kg、375μg/kg、400μg/kg、425μg/kg、450μg/kg、475μg/kg、500μg/kg、525μg/kg、550μg/kg、575μg/kg、600μg/kg、625μg/kg、650μg/kg、675μg/kg、700μg/kg、725μg/kg、750μg/kg、775μg/kg、800μg/kg、825μg/kg、850μg/kg、875μg/kg、900μg/kg、925μg/kg、950μg/kg、975μg/kg、1mg/kg、5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、25mg/kg、30mg/kg、35mg/kg、40mg/kg、45mg/kg、50mg/kg、60mg/kg、70mg/kg、80mg/kg、90mg/kg、100mg/kg、125mg/kg、150mg/kg、175mg/kg、又は200mg/kgを含む、任意の投薬量とすることが可能である。上記の投薬量は平均的な事例の例示であるが、個体の事例では投薬量を高量化又は低量化することに価値がある場合もあり、そのような事例は本発明の範囲内である。医師は実際に、個々の患者に最も適した実際の投薬レジメンを決定する。この投薬レジメンは、特定の患者の年齢、体重、及び反応に応じて異なる場合がある。
癌の治療では、本多官能性化合物を、化学療法剤及び/又は放射線と併用投与しても差し支えない。
本発明の実施形態は、ガンマ線(10-20~10-13m)、X線照射(10-12~10-9m)、紫外線(10nm~400nm)、可視光(400nm~700nm)、赤外線放射(700nm~1mm)、及びマイクロ波(1mm~30cm)の電磁放射線を使用する。
癌治療プロトコルの多くには、現在、電磁放射線、例えばX線によって活性化された放射線増感剤が用いられている。X線活性化放射線増感剤の例としては、限定されるものではないが、メトロニダゾール、ミソニダゾール、デスメチルミソニダゾール、ピモニダゾール、エタニダゾール、ニモラゾール、マイトマイシンC、RSU1069、SR4233、EO9、RB6145、ニコチンアミド、5-ブロモデオキシウリジン(BUdR)、5-ヨードデオキシウリジン(IUdR)、ブロモデオキシシチジン、フルオロデオキシウリジン(FUdR)、ヒドロキシ尿素、シスプラチン、並びにそれらの治療上有効な類似体及び誘導体が挙げられる。
癌の光線力学療法(PDT)では、増感剤の放射線活性剤として可視光が用いられる。光力学的放射線増感剤の例としては、限定されるものではないが、ヘマトポルフィリン誘導体、PHOTOFRIN(登録商標)、ベンゾポルフィリン誘導体、NPe6、錫エチオポルフィリン(SnET2)、フェオボルバイド-a、バクテリオクロロフィル-a、ナフタロシアニン、フタロシアニン、ジンクフタロシアニン、及び治療有効アナログが挙げられる。
放射線増感剤を、治療有効量の1つ以上の化合物、並びに本多官能性阻害剤と併用投与しても差し支えない。そのような化合物としては、限定されるものではないが、標的細胞への放射線増感剤の取り込みを促進する化合物、治療剤の流れを制御する化合物、標的細胞への栄養素及び/又は酸素、追加の放射線照射の有無に関係なく腫瘍に作用する化学療法剤、又は癌又は他の疾患を治療するための他の治療上有効な化合物が挙げられる。放射線増感剤と共に使用することができる追加の治療剤の例としては、限定されるものではないが、5-フルオロウラシル(5-FU)、ロイコボリン、酸素、カルボゲン、赤血球輸血、ペルフルオロカーボン(例えば、FLUOSOLW(登録商標)-DA)、2,3-DPG、BW12C、カルシウムチャネル遮断薬、ペントキシフィリン、抗血管新生化合物、ヒドララジン、及びL-BSO)が挙げられる。
化学療法剤を、アポトーシスを誘導する任意の薬理学的薬剤又は化合物としてもよい。薬理学的薬剤又は化合物を、例えば、有機小分子、ペプチド、ポリペプチド、核酸、又は抗体としてもよい。使用可能な化学療法剤としては、限定されるものではないが、アルキル化剤、代謝拮抗剤、ホルモン及びそれらの拮抗薬、天然産物及びそれらの誘導体、放射性同位元素、抗体、及び天然産物、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。例えば、本発明の多官能性阻害剤は、ドキソルビシン及び他のアントラサイクリン類似体などの抗生物質、シクロホスファミドなどのナイトロジェンマスタード、5-フルオロウラシルなどのピリミジン類似体、シスプラチン、ヒドロキシ尿素、タキソール並びにその天然誘導体及び合成誘導体、並びに同種のものと併用投与しても差し支えない。別の例として、腫瘍が性腺刺激ホルモン依存性及び性腺刺激ホルモン非依存性細胞を含む乳腺癌のような混合腫瘍の場合、化合物をロイプロリド又はゴセレリン(LH-RHの合成ペプチド類似体)と併用投与しても差し支えない。他の抗新生物薬プロトコルは、本明細書中で「補助抗新生物薬療法」とも称される別の治療法、例えば手術又は放射線療法と、阻害剤化合物とを併用することを含む。本発明において有用な追加的な化学療法剤としては、ホルモン及びその拮抗薬、放射性同位体、抗体、天然産物、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。
本発明の方法において有用な化学療法剤の例は、下表に列挙されている。
Figure 0007475062000182
Figure 0007475062000183
微小管作用剤は、細胞有糸分裂を妨害する。それらの細胞傷害活性は、当該技術分野において周知となっている。本発明において有用な微小管作用剤としては、限定されるものではないが、アロコルヒチン(NSC406042)、ハリコンドリンB(NSC609395)、コルヒチン(NSC757)、コルヒチン誘導体(例えば、NSC33410)、ドラスタチン10(NSC376128)、メイタンシン(NSC153858)、リゾキシン(NSC332598)、パクリタキセル(NSC125973)、TAXOL(登録商標)誘導体(例えば、NSC608832)、チオコルヒチン(NSC361792)、トリチルシステイン(NSC83265)、硫化ビンブラスチン(NSC49842)、硫酸ビンクリスチン(NSC67574)、エポチロンA、エプチロンB、及びディスコデルモライドを含むがこれらに限定されない天然及び合成エポチロン(Service, (1996) Science, 274:2009を参照);エストラムスチン、ノコダゾール、MAP4、及び同種のものが挙げられる。そのような薬剤の例はまた、Bulinski (1997) J. Cell Sciにも記載されている。110:3055 3064;Panda (1997) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:10560-10564;Muhlradt (1997) Cancer Res.57:3344-3346;Nicolaou (1997) Nature 397:268-272;Vasquez (1997) Mol. Biol. Cell. 8:973-985; and Panda (1996) J. Biol.Chem.271:29807-29812にも記載されている。
使用可能な細胞増殖抑制剤としては、限定されるものではないが、ホルモン及びステロイド(合成類似体を包含する):17-α-エチニルスタジオール、ジエチルスチルベストロールテストステロンプレドニゾン、フルオキシメステロン、プロピオン酸ドモスタノロン、テストラクトン、酢酸メゲストストロ、メチルプレドニゾロン、メチルテストステロン、プレドニゾロン、トリアムシノロン、クロロトリアニセン、ヒドロキシプロゲステロン、アミノグルチミド、エストラムスチン、酢酸メドロキシプロゲステロン、ロイプロリド、フルタミド、トレミフェン、ゾラデックスを包含する。
細胞増殖抑制剤としては、ほかにも、マトリックスメタロプロテイナーゼ阻害剤などの抗血管新生剤、並びに抗VEGF抗体などの他のVEGF阻害剤、並びにZD6474及びSU668などの小分子が挙げられる。抗-Her2抗体もまた、利用可能である。EGFR阻害剤は、EKB-569(不可逆的阻害剤)である。このEGFR及びSrc阻害剤に対して免疫特異的な抗体C225も包含する。
細胞増殖抑制剤として用いるのに適しているものとしては、アンドロゲン依存性癌腫を非増殖性にするCASODEX(登録商標)(ビカルタミド、Astra Zeneca)も挙げられる。更にもう1つの細胞成長抑制剤の例は、エストロゲン依存性乳癌の成長又は増殖を阻害する抗エストロゲン剤TAMOXIFEN(登録商標)である。細胞増殖抑制剤は、細胞増殖シグナルリングの阻害剤である。代表的な例としては、上皮成長因子阻害剤、Her-2阻害剤、PI3阻害剤、Srcキナーゼ阻害剤、及びPDGF阻害剤が挙げられる。
化合物はまた、オピオイド又はカンナビノイド、NSAIDS、慢性疼痛緩和用のステロイドと併用投与しても差し支えない。本発明の本多官能性阻害剤と併用投与できる追加的な第2の治療剤は、当該技術分野において周知であり、例えば、米国特許出願公開第2011/0053907号明細書、及び米国特許出願公開第2011/0009405号明細書、及び米国特許出願公開第2010/0249099号明細書に開示されている。これらの各文献はその全体が本明細書において参照により援用されている。
本発明の化合物は、典型的には、意図する投与経路及び標準的な薬務用に選択された医薬担体と混合して投与される。本発明に従って使用するための医薬組成物は、本多官能性化合物の加工を促進する賦形剤と助剤とを含む1つ以上の生理学的に許容される担体を用い、従来の方法で調合される。
これらの医薬組成物は、例えば、従来の混合、溶解、造粒、糖衣錠製造、乳化、カプセル化、封入、又は凍結乾燥工程で製造することが可能である。適切な製剤は、選択された投与経路次第で決定される。治療有効量の本多官能性化合物を経口投与する場合、本組成物は、錠剤、カプセル剤、散剤、液剤、又はエリキシル剤の形態とされるのが通例である。錠剤形態で投与する場合、本組成物に、追加的にゼラチン又はアジュバントなどの固体担体を含有させてもよい。錠剤、カプセル剤及び散剤には、約0.01%~約95%、好ましくは約1%~約50%の本多官能性化合物が含有される。液体形態で投与する場合、水、石油、又は動物又は植物由来の油などの液体担体を添加しても差し支えない。液体形態の組成物には、生理食塩水、デキストロース又は他の糖類溶液、又はグリコールを更に含有させてもよい。液体形態で投与する場合、本組成物には、約0.1重量%~約90重量%、好ましくは約1重量%~約50重量%の本多官能性化合物が含有される。
本多官能性化合物の治療有効量を静脈内、皮膚又は皮下注射により投与する場合、本組成物は発熱物質不含の、非経口的に許容される水溶液の形態である。pH、等張性、安定性、及び同種のものを充分に考慮したうえで、そのような非経口的に許容される溶液を調製することは当業者の技量の範囲内に含まれる。静脈内注射、皮膚注射、又は皮下注射用の好ましい組成物は、等張性ビヒクルを含有するのが、通例である。
本多官能性化合物は、当該技術分野において周知の医薬的に許容される担体と容易に併用できる。そのような担体を用いることによって、治療の対象となる患者に経口摂取されるように、活性剤を錠剤、丸剤、糖衣錠、カプセル剤、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、懸濁剤及び同種のものとして処方することが可能となる。本多官能性阻害剤を固体賦形剤に添加し、任意に得られた混合物を粉砕して、所望により適当な助剤を添加した後に、顆粒混合物を加工して錠剤又は糖衣錠コアを得ることによって、経口用医薬製剤を得ることができる。好適な賦形剤としては、例えば充填剤及びセルロース製剤が、挙げられる。所望される場合、崩壊剤を添加してもよい。
本多官能性阻害剤は、ボーラス注射などの注射又は持続注入による、非経口投与用に製剤化することが可能である。注射用製剤は、防腐剤を添加した単位剤形にて、例えば、アンプル又は分割使用を目的とした(multidose)コンテナに収容して、提供することができる。組成物は、油性又は水性ビヒクル中に溶かした懸濁液、溶液、又はエマルジョンなどの形態をとることができ、懸濁剤、安定化剤、及び/又は分散剤などの処方剤を含有させてもよい。
非経口投与用の医薬組成物には、水溶性形態の活性剤水溶液が包含される。追加的に、本多官能性阻害剤の懸濁液は、適切な油性注射懸濁液として調製することが可能である。好適な親油性溶媒又はビヒクルとしては、脂肪油又は合成脂肪酸エステルが挙げられる。水性注射懸濁液に、懸濁液の粘度を増強する物質を含めることもできるし、また、懸濁液に、化合物の溶解度を増強し、高濃度溶液の調製を可能にする好適な安定剤又は薬剤を任意に含めてもよい。あるいは、本組成物を、使用前に、滅菌の発熱物質不含水などの好適なビヒクルを用い、構成可能な粉末形態とすることもできる。
また、本多官能性阻害剤を、例えば、従来の坐剤基剤を含有する坐剤又は停留浣腸剤などの、直腸用組成物に製剤化してもよい。本多官能性阻害剤はまた、前述の製剤以外にも、デポー製剤として製剤することが可能である。そのような長時間作用型製剤は、(例えば、皮下又は筋肉内)移植、又は筋肉内注射によって投与してもよい。それゆえ、例えば、本多官能性阻害剤を、好適なポリマー材料又は疎水性材料(例えば、許容される油中エマルジョンとして)又はイオン交換樹脂と共に調合することも可能である。
特に、本多官能性阻害剤は、デンプン又はラクトースなどの賦形剤を含有する錠剤の形態で、単独で又は賦形剤と混合してのいずれかで、あるいはエリキシル剤、又は香味剤又は着色剤を含有する懸濁液の形態で、経口、口腔又は舌下投与することができる。そのような液体製剤は、懸濁剤のような、医薬的に許容される添加剤を用いて、調製することが可能である。また、本多官能性化合物を、非経口的に、例えば、静脈内注射、筋肉内注射、皮下注射、又は冠状内注射することもできる。非経口投与の場合、多官能性阻害剤は、他の物質、例えば、塩類、又はマンニトール若しくはグルコースなどの単糖類を含有させることで溶液を血液と等張にした滅菌水溶液の形態で使用するのが、最適である。また、肺組織に到達するためのスプレーとして吸入器を使用して、又は鼻腔スプレーとして投与することによっても、化合物を投与できる。
本多官能性阻害剤を、第2の治療剤の投与前に投与するかあるいはその逆に第2の治療剤の投与後に投与する場合、本多官能性阻害剤及び第2の治療剤を、単回単位用量としてまとめて投与することも、あるいは単位用量を多回に分けて投与することも可能である。1以上の用量の本多官能性阻害剤及び/又は1以上の用量の第2の治療剤を投与できることが、想定される。
一実施形態において、本多官能性阻害剤及び第2の治療剤は同時投与される。関連のある実施形態において、本多官能性阻害剤及び第2の治療剤は、単一の組成物又は別個の組成物から投与される。更なる実施形態において、本多官能性阻害剤及び第2の治療剤は、逐次投与される。
本発明は、追加的な実施形態として、1つ以上の化合物又は組成物を具備するキットを含む。本化合物又は組成物は、本発明の方法を実施するための使い易い様式でパッケージングされている。単純な一実施形態において、本キットは、本明細書中に本方法の実施に有用として記載されている化合物、又は組成物(例えば、本多官能性化合物と、任意の第2の治療剤と、を含む組成物)を具備する。本化合物又は組成物は、密封ボトル又はベッセルなどのコンテナにパッケージングされている。本発明の方法を実施するための、化合物又は組成物の使用を記載したラベルが、本コンテナに貼付されているか、あるいは本キットに付属している。本化合物又は組成物は、単位剤形にてパッケージングされていることが好ましい。意図する投与経路に従って組成物を投与するのに好適な装置を、本キットに更に具備させることもできる。
従来のmTOR、MEK、及びPI3K阻害剤は、治療剤として開発するのを妨げる特性を有していた。本発明の重要な特徴に従い、本発明の多官能性化合物を、mTOR及び/又はMEK及び/又はPI3Kに対する二重阻害剤として合成して評価した。本多官能性化合物は、MEK阻害剤、PI3K阻害剤及びmTOR阻害剤を用いた併用療法よりも有効性に優れており、しかも毒性が低いことが想定される。
化合物の合成
本化合物は、MEK阻害剤をmTOR/PI3K阻害剤又はPI3K阻害剤と共役又は連結し、本発明の多官能性阻害剤に到達した結果として得られたものである。ベンズヒドロキサメート型MEK阻害剤は、例えば、本明細書において参照により援用されている国際公開第2002/006213号パンフレットに開示されているようにして合成される。SMK-17型MEK阻害剤は、例えば、本明細書において参照により援用されている国際公開第2004/083167号パンフレットに開示されているようにして合成される。トリアジン系PI3K阻害剤は、米国特許出願公開第2011/0053907号明細書、同第2011/0009405号明細書、及び同第2010/0249099号明細書に開示されているようにして合成される。これらの各文献はその全体が本明細書において参照により援用されている。mTOR阻害剤は、AM Venketasan et al., J. Med.Chem.53:2636, 2010;N. Nishimur et al., J. Med.Chem.54:4735-51, 2011;及び国際公開第2008/032162号パンフレットに開示されているようにして合成される。これらの各文献は本明細書において参照により援用されている。
材料と方法
空気又は湿気に敏感な試薬と溶媒とを含む化学合成を、オーブン乾燥ガラス製品中、窒素の陽圧下で行った。他の全ての化学試薬及び無水溶媒を、ウィスコンシン州ミルウォーキーのAldrich Chemical Co.から入手し、更に精製せずに使用した。前報と同様に、重要な化合物中間体1,3,5-トリアジン類似体(2a、2b)(7)、及び3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸ペンタフルオロフェニルエステル(21)(化合物3)を合成した。16,16-ジメチル-15-オキソ-3,6,9,12,14-ペンタオキサ-13-アザヘプタデシル4-メチルベンゼンスルホネート(t-Boc-アミノオキシPEG4トシレート)、及び4-クロロブタン-1-スルホニルクロリドをそれぞれ、カリフォルニア州サンディエゴのBroadpharm、及びニュージャージー州モンマスジャクソンのEnamine Ltd.から購入した。他の全ての化学試薬及び無水溶媒を、ウィスコンシン州ミルウォーキーのAldrich Chemical Co.から入手し、更に精製せずに使用した。
カラムクロマトグラフィを、マサチューセッツ州ビレリカのEMD Milliporeから購入したシリカゲル60(230~400メッシュASTM)で実施した。薄層クロマトグラフィ(TLC)を、AnaltechシリカゲルGF Uniplates(250μm)を使用して実施した。現像後に紫外線(UV)光を用いて、又は続いて加熱しながらリンモリブデン酸試薬を噴霧することによって、TLCプレートを可視化した。テトラメチルシラン(TMS)を内部基準物質とし、重水素化クロロホルム(CDCl)又は重水素化メタノール(CDOD)を溶媒として用い、それぞれ400MHz及び700MHzにてVarian製の機器上でH NMRスペクトルを記録した。化学シフト(δ)及びカップリング定数(J)をそれぞれ、百万分率(ppm)及びヘルツ(Hz)で報告する。高分解能質量分析は、電子衝撃(EI)及び化学イオン化(DCI)モードに対応したVG-70-250S質量分析計、エレクトロスプレーイオン化(ESI)モードに対応したエレクトロスプレーインターフェース装備のWaters Autospec Ultima装置、又はリフレクトロンモードで動作するWaters Tofspec-2Eを使用して行った。Waters 2487二波長吸光度検出器を備えたWaters Breeze HPLCシステム(Waters Corporation、マサチューセッツ州ミルフォード)を使用して、HPLCを実施した。Waters XSELECT CSH C-18カラム上で(4.6mm×250mm)、周囲温度にて、5μm粒子、0.1%TFAのHO溶液(A)と0.1%TFAのCHCN溶液(B)との溶媒混合物を用い、1mL/分の流速にてHPLC分を実施し、UV吸光度を254nm及び280nmにてモニターした。30%B~90%B(方法I)、60%B~90%B(方法II)、又は10%B~90%B(方法III)の25分溶媒勾配を用い、HPLC実験を行った。逆相勾配HPLC分析で、生物学的に試験されたいずれの化合物も、化学純度が95%超であることが実証された。
使用されている略語
Akt........プロテインキナーゼB
MEK........分子変容マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ
PI3K........ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ
mTor........ラパマイシンの哺乳動物標的
br s........ブロードシグナル
cLogP........対数Pの計算値
CHCN........アセトニトリル
DCM........ジクロロメタン
DMF........N,N-ジメチルホルムアミド
DIEA........N,N-ジイソプロピルエチルアミン
DMSO........ジメチルスルホキシド
EtN........トリメチルアミン
HPBCD........(2-ヒドロキシプロピル)-β-シクロデキストリン
MEK........メチルエチルケトン
rt........室温
TFA........トリフルオロ酢酸
THF........テトラヒドロフラン
PdCldppf........1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド
HAc........酢酸
EDCI........1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド
HOBT........1-ヒドロキシベンゾトリアゾール
P(Ph)........トリフェニルホスフィン
DEAD........アゾジカルボン酸ジエチル
LHMDS........リチウムヘキサメチルジシラジド
TBAF........フッ化テトラ-n-ブチルアンモニウム
PyBOP........(ベンゾトリアゾール-1-イル-オキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート)
MEK及びPI3K阻害剤は、化学式1~化学式4に記載されている非限定的なアプローチを用いて共役させることが可能である。
Figure 0007475062000184
試薬と条件:(a)BrCHCOBr、EtN、CHCl、0℃ないし室温、3時間、80%;(b)5、Nal、KCO、DMF、室温、4時間、24%

Figure 0007475062000185
試薬と条件:(a)Br(CHCOCl、KCO、MEK、0℃ないし室温、3時間、96%;(b)5、Nal、KCO、CHCN、還流、4時間、37%;
(c)Cl(CHSOCl、EtN、CHCl、0℃ないし室温、18時間、92%;CHCN、還流、18時間、30%(d)5、Nal、KCO、CHCN、還流、18時間、30%

化学式3:14(ST-162)の合成
Figure 0007475062000186
Figure 0007475062000187
試薬と条件:(a)TosO-(CHCHO)NH(t-Boc)、KCO、トルエン、還流、24時間、71%;(b)TFA、CHCl、0~5℃、2時間、82%、(c)3、DIEA、DMF、室温、18時間、55%
合成化学。標的二官能性阻害剤化合物の調製に使用された重要な中間体2a、2b、及び3(図3)を、前報と同様に合成した(7、21)。DIEAの存在下、(2-アミノオキシエチル)カルバミン酸tert-ブチルエステル22のDMF溶液で3を処置して、中間体4を得た後、トリフルオロ酢酸触媒によるBoc保護基を開裂させることによって(図3)、MEK1阻害剤5を合成した。阻害剤誘導体7の合成は、化学式1に示すようにして実施した。まず、2bをトリエチルアミンの存在下にてブロモアセチルブロミドで処置し、対応する2-ブロモアセトアミド誘導体6を得てから、これを5と反応させ、阻害剤類似体7を18.5%の全収率で得た。化学式2に示す一般的なピペラジン置換1,3,5-トリアジン中間体2aから、阻害剤類似体9及び11を得た。まずトリアジン2aを炭酸カリウムの存在下にて6-ブロモヘキサノイルクロリドで処置し、対応する6-ブロモヘキサンアミド類似体8を得てから、還流アセトニトリル中でMEK阻害剤5と反応させた後に阻害剤類似体9を37%の収率で得た。4-クロロブタンスルホンアミド中間体10を介して同様の方法で、2aから阻害剤類似体11を27.5%の全収率で調製した。化学式3に示すように、PEG化結合二官能性阻害剤14(ST-162)の調製を行った。最初に、ピペラジン置換1,3,5-トリアジン中間体2aをトルエン中でアミノオキシ保護PEG4トシレート誘導体及び炭酸カリウムと共に加熱還流して中間体12を得た後、Boc基をTFA触媒で除去してアミノキシ誘導体13を得た。続いて、13を活性化エステル誘導体3と前述のようにして反応させ、14を55%の収率で得た。
Figure 0007475062000188
図3 MEK/PI3K二官能性阻害剤の合成に用いられる重要な中間体
3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)-N-{2-(tert-ブトキシカルボニルアミノ)エトキシ}ベンズアミド(4)。
(2-アミノオキシエチル)カルバミン酸tert-ブチルエステル22(0.945g、5.36mmol)をDMF(6mL)中に溶かした溶液の一部を、3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸ペンタフルオロフェニルエステル21(3)(3.0g、5.36mmol)をDMF(6mL)中に溶かした溶液に加え、続いてDIEA(1.38g、1.87mL、10.7mmol)に加えてから、室温で18時間撹拌した。反応混合物を減圧下で濃縮乾固し、酢酸エチル(EtOAc)(100mL)で希釈して、食塩水(2×50mL)、HO(50mL)で抽出し、MgSO上で乾燥させてから、減圧下で濃縮した。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗物質を、30~55%EtOAcのヘキサン溶液の勾配にて精製し、表題化合物4を白色泡状物2.77g(94%)として得た。H NMR(CDCl):δ10.31(br s,1H),8.59(br s,1H),7.41-7.38(m,2H),7.31(d,1H,J=8.5Hz),6.91-6.84(m,1H),6.61-6.55(m,1H),5.05(br s,1H),3.93(m,2H),3.43-3.39(m,2H),1.45(s,9H)。HRMS(ESI+):m/z;C2022IO[M+H+]に対する計算値:552.0602。実測値:552.0594。
3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)-N-(2-アミノエトキシ)ベンズアミド(5)。トリフルオロ酢酸(17.1g、11.5mL、150mmol)を、4(2.77g、5.0mmol)のCHCl(50mL)冷溶液(0~5℃)に加えた。窒素雰囲気下、この温度で3時間撹拌した。反応が完了した際、混合物をジエチルエーテル(EtO)(250mL)及び砕氷(100g)で希釈した。飽和NaHCO水溶液をゆっくり加えて水溶液のpHをpH8になるように調整し、有機層を分離してNaSO上で乾燥させてから減圧下で濃縮した。粗生成物を、5~30%CHOHを1%NHOH含有のCHCl中に溶かした溶液の勾配で、シリカゲルのフラッシュクロマトグラフィに供し、表題化合物5を白色固体1.72g(76%)として得た。H NMRCDOD):δ7.55-7.51(m,1H),7.41(dd,1H,J=10.9,1.9Hz),7.32(dd,1H,J=8.6,1.0Hz),6.99-6.92(m,1H),6.57-6.51(m,1H),4.05(t,2H,J=5.0Hz),3.10(t,2H,J=5.0Hz)。HRMS(ESI+):m/z;C1514IO[M+H+]に対する計算値:452.0077。実測値:452.0079。HPLC(方法I):t=9.72分。
2-(ジフルオロメチル)-1-[4-(4-モルホリニル)-6-{4-(6-((Nブロモアセチルアミノ)ヘキサノイル)}ピペラジノ)-1,3,5-トリアジン-2-yl]-1H-ベンズイミダゾール(6)。1,3,5-トリアジン類似体2b(0.265g、0.50mmol)及びtN(0.102g、142μL、1.0mmol)のCHCl(3mL)溶液を、0℃になるまで冷却した。氷浴を用いて2℃に冷却し、ブロモアセチルブロミド(0.122g、53μL、0.60mmol)のCHCl(2mL)溶液を窒素雰囲気下で滴下処理した。氷浴を外し、反応混合物を室温になるまで温め、更に3時間撹拌した。混合物をEtOAc(100mL)で希釈し、有機層を1規定のHCl水溶液(50mL)、飽和NaHCO水溶液(50mL)及びブライン(2×50mL)で洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。粗生成物を、2~8%CHOHのCHCl溶液の勾配を用いたシリカゲルフラッシュクロマトグラフィで精製し、表題化合物6をベージュ色の無定形固体0.26g(80%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.33(d,1H,J=8.0Hz),7.90(d,1H,J=8.0Hz),7.55(t,1H,J=53.5Hz),7.47-7.39(m,2H),6.62(br s,1H),3.88-3.74(m,16H),3.60(m,2H),3.35-3.30(m,2H),2.42-2.39(m,2H),1.75-1.68(m,2H),1.62-1.57(m,2H),1.46-1.38(m,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C2735BrF[M+H+]に対する計算値:650.2009。実測値:650.1985。
N-(2-((2-((6-(4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)-6-オキソヘキシル)アミノ)-2-オキソエチル)アミノ)エトキシ)-3,4-ジフルオロ-2-((2-フルオロ-4-ヨードフェニル)アミノ)ベンズアミド(化合物7)。ベンズヒドロキサメート類似体5(0.18g、0.40mmol)、無水KCO(0.061g、0.44mmol)、及びヨウ化ナトリウム(0.066g、0.44mmol)のDMF溶液3mLを、6(0.26g、0.40mmol)をDMF(2mL)中に溶かした溶液で滴下処理し、室温で18時間撹拌した。混合物をEtOAc(50mL)で希釈し、有機層をブライン(2×25mL)で洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、5~20%CHOHを1%NHOH含有のCHClに溶かした溶液の勾配を用いて精製して、表題化合物7をクリーム色の非晶質固体0.098g(24%)として得た。H NMR(CDCl+1滴のCDOD):δ8.33(d,1H,J=7.9Hz),7.88(d,1H,J=7.8Hz),7.55(t,1H,J=53.5Hz),7.47-7.40(m,3H),7.35-7.25(m,2H),6.79-6.76(m,1H),6.52-6.50(m,1H),4.09(m,2H),3.90-3.71(m,16H),3.58(m,2H),3.34(s,2H),3.20(m,2H),2.93(m,2H),2.37-2.16(m,4H),1.61(m,2H),1.49(m,2H),1.33-1.26(m,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C424712IO[M+H+]に対する計算値:1021.2752;実測値:1021.2754。HPLC(方法I):t=15.34分(95.3%化学純度)。
2-(ジフルオロメチル)-1-[4-(4-モルホリニル)-6-{4-(6-ブロモヘキサノイル)}ピペラジノ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-1H-ベンズイミダゾール(8)。1,3,5-トリアジン類似体2a(0.208g、0.5mmol)及び無水KCO(0.208g、1.5mmol)をメチルエチルケトン(3.5mL)中に溶かした撹拌懸濁液を、氷浴を用いて0~5℃に冷却し、6-ブロモヘキサノイルクロリド(0.112g、81μL、0.525mmol)をMEK(1.5mL)中に溶かした溶液を、窒素雰囲気下で滴下処理した。氷浴を外し、反応混合物を室温で更に3時間撹拌した。減圧下で濃縮した後に得られた残渣を、飽和NaHCO水溶液(100mL)とEtOAc(100mL)との間で分配した。有機層を除去し、食塩水(50mL)、HO(50mL)で順次洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、3~10%アセトンのCHCl溶液の勾配を用いて精製して、表題化合物8を無色の油0.28g(96%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.33(d,1H,J=7.8Hz),7.90(d,1H,J=7.8Hz),7.55(t,1H,J=53.5Hz),7.47-7.39(m,2H),3.89-3.60(m,16H),3.44(t,2H,J=6.6Hz),2.41(m,2H),1.95-1.88(m,2H),1.76-1.68(m,2H),1.57-1.49(m,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C2532BrF[M+H+]に対する計算値:593.1794。実測値:593.1795。HPLC(方法I):t=20.38分。
N-(2-((6-(4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)-6-オキソヘキシル)アミノ)エトキシ)-3,4-ジフルオロ-2-((2-フルオロ-4-ヨードフェニル)アミノ)ベンズアミド(化合物9)。8(0.158g、0.27mmol)、ベンズヒドロキサメート類似体5(0.24g、0.53mmol)、無水KCO(0.042g、0.30mmol)、及びNaI(0.045g、0.30mmol)をCHCN(5mL)中に溶かした混合物を、4時間還流撹拌させた。反応混合物をEtOAc(100mL)で希釈し、ブライン(100mL)で抽出してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、3~20%CHOHを1%NHOH含有のCHClに溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物9を白色無定形粉末0.096g(37%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.32(d,1H,J=7.6Hz),7.90(d,1H,J=8.4Hz),7.63(m,1H),7.54(t,1H,J=53.5Hz),7.46-7.38(m,2H),7.33-7.25(m,2H),6.78(m,1H),6.51(m,1H),4.27(m,2H),3.88-3.41(m,16H),3.14(m,2H),2.88(m,2H),2.24(m,2H),1.66(m,2H),1.54(m,2H),1.31(m,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C404411IO[M+H+]に対する計算値:964.2537。実測値:964.2550。HPLC(方法I):t=15.71分(96.7%化学純度)。
2-(ジフルオロメチル)-1-[4-(4-モルホリニル)-6-{4-(4-クロロブタン-1-スルホニル)}ピペラジノ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-1H-ベンズイミダゾール(10)。1,3,5-トリアジン類似体2a(0.208g、0.5mmol)及びEtN(0.061g、84μL、0.6mmol)のCHCl(5mL)溶液を、氷浴を用いて窒素雰囲気下で0℃~5℃になるように冷却した。4-クロロブタン-1-スルホニルクロリド(0.096g、70μL、0.5mmol)をCHCl(2mL)中に溶かした溶液を滴下し、氷浴を取り外して、反応混合物を室温で18時間撹拌した。反応混合物をCHCl(50mL)で処理し、ブライン(2×50mL)、HO(50mL)で連続して洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、3~20%CHOHを1%NHOH含有のCHCl中に溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物10を白色泡状物0.264g(92%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.31(d,1H,J=7.6Hz),7.90(d,1H,J=8.2Hz),7.53(t,1H,J=53.3Hz),7.47-7.39(m,2H),4.00(m,4H),3.89(m,4H),3.80(m,4H),3.58(t,2H,J=6.0Hz),3.40(m,4H),3.00-2.96(m,2H),2.05-1.93(重複m,4H)。HRMS(ESI+):m/z;C2330ClFS[M+H+]に対する計算値:571.1812。実測値:571.1812。
N-(2-((4-((4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)スルホニル)-ブチル)アミノ)エトキシ)-3,4-ジフルオロ-2-((2-フルオロ-4-ヨードフェニル)-アミノ)ベンズアミド(化合物11)。4-クロロブチルスルホンアミド類似体10(0.156g、0.273mmol)、ベンズヒドロキサメート類似体5(0.248g、0.55mmol)、無水KCO(0.042g、0.30mmol)、及びNaI(0.045g、0.30mmol)をCHCN(5mL)中に溶かした混合物を、還流下で18時間撹拌した。混合物をCHCl(100mL)で希釈し、ブライン(2×50mL)で抽出してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、5~15%CHOHを1%NHOH含有のCHClに溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物11を白色無定形粉末0.080g(30%)として得た。H NMR(CDCl+1滴のCDOD):δ8.30(d,1H,J=7.6Hz),7.89(d,1H,J=7.4Hz),7.53(t,1H,J=53.3Hz),7.47-7.26(m,5H),6.81-6.79(m,1H),6.52-6.51(m,1H),4.15(m,2H),3.96-3.79(m,12H),3.32(m,4H),3.00(m,2H),2.88(m,2H),2.77(m,2H),1.86(m,2H),1.72(m,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C384211IOS[M+H+]に対する計算値:986.2050。実測値:986.2043。HPLC(方法III):t=20.09分(97.9%化学純度)。
2-(ジフルオロメチル)-1-[4-(4-モルホリニル)-6-{4-(2-(2-(2-(2-(tert-ブチルカルボニルアミノオキシ)エトキシ)エトキシ)エトキシ)エチル}-ピペラジノ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-1H-ベンズイミダゾール(12)。1,3,5-トリアジン類似体2a(0.52g、1.25mmol)、t-Boc-アミノオキシPEG4トシレート(0.58g、1.25mmol)、及び無水KCO(0.345g、2.5mmol)をトルエン(8mL)中に溶かした混合物を、24時間還流撹拌した。混合物をCHCl(100mL)で希釈し、ブライン(100mL)、H2O(100mL)で抽出してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、2~5%CHOHを1%NHOH含有のCHCl中に溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物12を淡黄色粘性ゴム0.63g(71%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.34(d,1H,J=7.8Hz),7.99(s,1H),7.88(d,1H,J=7.8Hz),7.58(t,1H,J=53.5Hz),7.43-7.37(m,2H),4.03-4.01(m,2H),3.91-3.86(m,8H),3.80-3.78(m,4H),3.73-3.63(m,12H),2.66(t,2H,J=5.6Hz)、2.61(m,4H),1.47-1.48(m,9H)。HRMS(ESI+):m/z;C3248に対する計算値:708.3639。実測値:708.3636。HPLC(方法I):t=9.76分。
2-(ジフルオロメチル)-1-[4-(4-モルホリニル)-6-{4-(2-(2-(2-(2-アミノキシ)エトキシ)エトキシ)エトキシ)エチル}ピペラジノ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]-1H-ベンズイミダゾール(13)。12(0.255g、0.36mmol)をCHCl(5mL)中に溶かした撹拌溶液を氷浴で0℃に冷却し、TFA(2.5mL)をCHCl(5)中に溶かした溶液で滴下処理した。反応物を0~5℃で更に2時間撹拌し、次いで氷冷水(100mL)で処理してから、水層のpHを飽和NaHCO水溶液でpH8になるように調整した。混合物をEtOAc(100mL)で2回抽出し、有機抽出物をブライン(100mL)、HO(100mL)で連続して洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、2~4%CHOHを1%NHOH含有のCHClに溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物3を無色の粘性油0.18g(82%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.34(d,1H,J=7.8Hz),7.89(d,1H,J=8.0Hz),7.58(t,1H,J=53.5Hz),7.45-7.37(m,2H),5.52(br s,2H),3.89-3.69(m,14H),3.67(m,12H),2.66(t,2H,J=5.5Hz),2.60(m,4H)。HRMS(ESI+):m/z;C2740F2O[M+H+]に対する計算値:608.3115。実測値:608.3114。HPLC(方法III):t=10.75分。
N-(2-(2-(2-(2-(4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)エトキシ)-エトキシ)エトキシ)エトキシ)-3,4-ジフルオロ-2-((2-フルオロ-4-ヨードフェニル)アミノ)ベンズアミド(ST-162;14)。13(0.10g、1.64mmol)、ペンタフルオロフェニルエステル類縁体3(0.092g、1.64mmol)、及びDIEA(0.024g、0.58μL、0.33mmol)をDMF(1mL)中に溶かした混合物を、室温で24時間撹拌した。混合物をCHCl(100mL)で希釈し、ブライン(2×100mL)で抽出してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、2~5%CHOHを1%NHOHを含有するCHCl中に溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物14を薄ピンク色の結晶性固体0.088g(55%)として得た。H NMR(CDCl+1滴のCDOD):δ8.33(dd,1H,J=7.8,1.4Hz),7.86(dd,1H,J=7.0,1.5Hz),7.58(t,1H,J=53.6Hz),7.46-7.26(m,5H),6.86-6.79(m,1H),6.58-6.52(m,1H),4.13-4.11(m,2H),3.87-3.74(m,14H),3.67-3.60(m,10H),2.86(br s,1H),2.64(t,2H,J=5.5Hz),2.59-2.52(m,4H)。HRMS(ESI+):m/z;C404510IO[M+H+]に対する計算値:983.2483。実測値:983.2477。HPLC(方法I):t=14.56分。
MV4-168(ST-168)に対する計算値
Figure 0007475062000189
試薬と条件:(a)(t-Boc)NHO-(CHCHO)CHCHCOOH、PyBoP、DIEA、THF:DCM、4時間、73%;(b)TFA、DCM、0~5℃、2時間、82%;(c)2、DIEA、PyBop、THF:DCM、18時間、54%、
注記:化合物中間体2の合成は、国際公開第2002/006213(A2)号パンフレットに報告されている。
MV4-168(ST-168)の合成に関する実験的詳細
化合物中間体1,3,5-トリアジン類似体(2a)(2)及び3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)-安息香酸(2)(3)を、前報と同様にして合成した。2,2-ジメチル-4-オキソ-3,6,9,12,15-ペンタオキサ-5-アザオクタデカン-18-オイック酸(t-Boc-アミノキシ-PEG3-酸)は、カリフォルニア州サンディエゴのBroadpharmから購入したものである。逆相勾配HPLC分析で、生物学的に試験されたいずれの化合物も、化学純度が98%超であることが実証された。
tert-ブチル2-(2-(2-(3-(4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)-3-オキソプロポキシ)エトキシ)エトキシ)エトキシカルバメート(3)
t-Boc-アミノキシPEG3酸類似体(170mg、0.50mmol)の溶液をTHF:DCM(1:1)12mL中に溶かした溶液を、1,3,5-トリアジン類似体2a(208mg、0.50mmol)、DIEA(142mg、192μL、1.1mmol)、及びPyBop(261mg、0.50mmol)で処理し、室温(rt)で4時間撹拌した。HPLC分析(方法1)及びTLC分析(Analtechシリカプレート;DCM:CHOH:NHOH(95:5:1))は、この時点で反応の完了を示した。混合物を減圧下で濃縮し、DCM(50mL)で希釈して、ブライン(25mL)、HO(25mL)で抽出してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、1~4%CHOHを1%NHOH含有のDCMに溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物3を粘性油状物269mg(73%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.33(d,1H,J=7.8Hz),7.90(d,1H,J=8.0Hz),7.72(br s,1H),7.56(t,1H,J=53.6Hz),7.47-7.39(m,2H),4.00-3.65(m,30H),2.71(t,2H,J=6.5Hz),1.47(s,9H)。HRMS(ESI+):m/z;C3348[M+H]に対する計算値:736.3588。実測値:736.3588;[M+Na]に対する計算値:758.3408。実測値:758.3407(100%)。HPLC(方法I):t=15.8分。
3-(2-(2-(2-(アミノオキシ)エトキシ)エトキシ)エトキシ)-1-(4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)プロパン-1-オン(4)
3(0.184g、0.25mmol)をDCM(4mL)中に溶かした撹拌溶液を氷浴で0℃に冷却し、TFA(2mL)をDCM(2mL)中に溶かした溶液で処理した。反応物を0~5℃で更に2時間撹拌し、次いで氷冷水(25mL)で処理してから、水層のpHを飽和NaHCO水溶液でpH8になるように調整した。混合物をEtOAc(25mL)で2回抽出し、有機抽出物をブライン及びHOで連続して洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。減圧下で濃縮し、生成物4を淡黄色油状物(130mg;82%)として得た。この生成物は、次の工程で直接使用した。H NMR(CDCl):δ8.33(d,1H,J=7.8Hz),7.90(d,1H,J=8.4Hz),7.56(t,1H,J=53.6Hz),7.47-7.39(m,2H),3.52(br s,1H),3.93-3.65(m,30H),2.70(t,2H,J=6.4Hz),1.68(br s,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C2840[M+H]に対する計算値:636.3064。実測値:636.3068(100%);[M+Na]に対する計算値:658.2884。実測値:658.2885。HPLC(方法I):t=7.7分。
N-(2-(2-(2-(3-(4-(4-(2-(ジフルオロメチル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-1-イル)-6-モルホリノ-1,3,5-トリアジン-2-イル)ピペラジン-1-イル)-3-オキソプロポキシ)エトキシ)エトキシ)エトキシ)-3,4-ジフルオロ-2-((2-フルオロ-4-ヨードフェニル)アミノ)ベンズアミド(ST-168)
4(127mg、0.20mmol)、3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)-安息香酸2(79mg、0.20mmol)、及びDIEA(57mg、77L、0.44mmol)をTHF:DCM(1:1)の混合物4mL中に溶かした溶液を、PyBop(105mg、0.20mmol)で処理し、室温で18時間撹拌した。HPLC分析(方法1)及びTLC分析(Analtechシリカ;DCM:CHOH:NHOH;95:5:1;生成物ST-168のRf=0.20)は反応の完了を示した。混合物を減圧下で濃縮し、残渣をEtOAc(50mL)中に溶解させ、0.1規定のHCl水溶液、飽和NaHCO水溶液、ブラインで洗浄してから、NaSO上で乾燥させた。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィで、粗生成物を、1~6%CHOHを1%NHOH含有のCHに溶かした溶液の勾配を用いて精製し、表題化合物を白色無定形固体110mg(54%)として得た。H NMR(CDCl):δ8.90(br s,1H),8.32(d,1H,J=7.8Hz),7.88(d,1H,J=7.6Hz),7.55(t,1H,J=53.5Hz),7.44-7.28(m,5H),6.83-6.77(m,1H),6.58-6.52(m,1H),4.13(m,2H),3.88-3.50(m,28H),2.62(m,2H),1.89(br s,2H)。HRMS(ESI+):m/z;C414510IO[M+H]に対する計算値:1011.2432。実測値:1011.2431;[M+Na]に対する計算値:1033.2251。実測値:1033.2247(100%)。HPLC(方法II):t=17.7分。
HPLC分析方法I。
WatersXSELECTCSHC-18カラム(4.6x250mm)上で、周囲温度にて、5μ粒子、0.1%TFAのHO(A)溶液及び0.1%TFAを、1mL/分の流速でCHCN(B)中に溶かした溶媒混合物を用いて、HPLC分析を実施した。254nm及び280nmでUV吸光度をモニターしながら、25分の実行時間にわたって30%B(初期)から90%Bまでの溶媒勾配で、分析を実施した。
HPLC分析方法II:
25分の運転時間にわたって50%B(初期)から90%Bへの溶媒勾配を用い、HPLC分析を上記のようにして実施した。
生物学的データ
一連の単一実体である、二官能性MEK1/PI3K阻害剤の合成が、ATP競合PI3K阻害剤ZSTK474とATP非競合MEK阻害剤PD0325901の構造類似体の共有結合によって達成されることが、記載されている。酵素阻害アッセイにおいて、生体機能阻害剤は、MEK1の強力なインビトロ阻害(0.05<IC50(nM)<500)及びPI3K(54<IC50(nM)<341)を示した。2つの腫瘍細胞株(A549、D54)において化合物14を添加すると、MEK1及びPI3Kが同時的に阻害されることが、実証された。阻害剤は、等量のZSTK474及びPD0325901を併用投与した場合と同様に、用量依存的に細胞生存率を低下させた。D54神経膠腫及びA549肺腫瘍担持マウスにおいて、経口投与後の化合物14のインビボ効力が実証された。ウエスタンブロット分析で、化合物14を投与してから2時間後に、腫瘍ERK1/2並びにAktリン酸化のそれぞれ95%及び67%の阻害を示し、MEK1/PI3Kの併用阻害に対する生体利用能及び本二官能性阻害剤戦略の有効性が確認された。
MEK1及びPI3K結合ポケットでの化合物14の仮想ドッキング
ST-162は、MEK1アロステリック結合領域内に強力なMEK1阻害剤PD318088によって示される、多くの結合相互作用を保持すると予測され、ヒドロキサメート酸素とLys97;A環上の4-フッ素原子とVal211の主鎖NH;並びにSer212と疎水性ポケット内のヨウ素含有B環の重要な相互作用(図4A)を含む。同様に、ST-162は、モルホリン基酸素とバリン骨格アミドNH基との水素結合相互作用(Val828)、及びイミダゾール窒素とLys779側鎖アミン基との相互作用を保持することから、PI3K阻害剤としても機能するものと予測される(図4B)。
PD0316684の脂肪酸エステル類縁体の合成
下記化学式中の化合物4及び9は、文献において公知であり、Nishimura, N. et al. J. Med Chem.54, 4735 - 4751, 2011に報告されているようにして合成される。
下記化学式中の化合物中間体25は、Venkatesan, AM.et al. J. Med Chem.53, 2636 - 2645, 2010)に報告されている手順を用いて合成される。
Figure 0007475062000190
試薬と条件:(a)エチレングリコールビニルエーテル、P(Ph)、DEAD、THF、0℃;(b)0.3規定のHCl、ジオキサン、室温;(c)CHNHNH、DCM
Figure 0007475062000191
試薬と条件:(a)LHMDS、THF、-65℃;(b)ペンタフルオロフェニルトリフルオロ酢酸塩、ピリジン、DMF;(c)3、DIEA、DMF、室温;
(d)酸塩化物、EtN、DMF

Figure 0007475062000192
試薬と条件:(a)4-フルオロフェニルスルホニルクロリド、ピリジン、100℃;(b)KCO、CHOH、HO、室温;(c)ビス(ピナコラト)ジボラン、KOAc、PdCldppf、ジオキサン、120℃
Figure 0007475062000193
試薬と条件:(d)Br、HAc、室温;(e)POCl、トルエン、室温;(f)TBAF、DMSO、室温;(g)NBoc-ピペラジン;(h)TFA、DCM、0~5℃;(i)TosO-(CHCHO)NH(Boc)、KCO、トルエン、還流;(j)3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸、DIEA、PyBop、THF:DCM

Figure 0007475062000194

Figure 0007475062000195
試薬と条件:(a)CbzNH(OCHCHSOCI、DIEA、DCM;
(b)(CHSil、CHCN、25℃;(c)3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸、DIEA、PyBop、THF:DCM;(d)4、PdCldppf、KCO、ジオキサン、HO、90~100℃。

Figure 0007475062000196
試薬と条件:(a)BocNH(OCHCHCOOH、DIEA、PyBop、THF:DCM(b)TFA、DCM、0~5℃;(c)3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸、DIEA、PyBop、THF:DCM;(d)4、PdCldppf、KCO、ジオキサン、HO、90~100℃。

Figure 0007475062000197
試薬と条件:(a)BocNH(OCHCHN(CH)CHCHN(CH)(CHCHO)CHCHCOOH、PyBop、DIEA、THF:DC(b)TFA、DCM、0~5℃;(c)3.4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸、DIEA、PyBop、THF:DCM;(d)4、PdC1dppf、KCO、ジオキサン:HO、90~100℃

Figure 0007475062000198
試薬と条件:(a)モルホリン、DIEA、DCM、-78℃;(b)N-Bocピペラジン、KCO、DMF、室温;(c)4-アミノフェニルボロン酸ピナコールエステル、Pd(PPh、DME、2N NaCO、還流;(d)メチル-4-イソシアネートベンゾエート、DCM、室温;(e)5N NaOH、MeOH:THF、70℃;(f)4-(N、N-ジメチルアミノ)ピペリジン、HOBt、EDCI、EtN、THF、室温;(g)TFA、DCM、0~5℃;(h)Tos-PEGNH(t-Boc)、KCO、トルエン、還流;(i)3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸、DIEA、PyBop、THF:DCM

Figure 0007475062000199
試薬と条件:(a)TFA、DCM、0~5℃;(b)BocNH(OCHCHCOOH、DIEA、PyBop、THF:DCM;(c)3,4-ジフルオロ-2-(2-フルオロ-4-ヨードフェニルアミノ)安息香酸、DIEA、PyBop、THF:DCM;(d)BocNH(OCHCHN(CH)CHCHN(CH)(CHCHO)CHCHCOOH、DIEA、PyBop、THF:DCM
生物学的データ
図1は、MEK1アロステリックポケット及びPI3Kαにおける化合物14の、ドッキング構造を示す。図1Aは、MEK1(PDBコード3WIG)アロステリック触媒部位内の化合物14の、結合様式を示す。化合物14のPI3K部分は、溶媒へ溶出している(左図)。図1Bは、化合物14からPI3K(PDBコード2WXK)触媒部位内への、結合様式を示す。MEK1結合部分は溶媒へ溶出している(左図)。π軌道スタッキング相互作用はハッシュ線として図示されており、同様に水素結合もハッシュ線として図示されている。
二機能性阻害剤類似体に対するMEK1阻害及びPI3K阻害の構造活性相関(SAR)。
阻害剤類似体に対するインビトロMEK1及びPI3Kの阻害データを、表1に示す。系列中の全ての類似体のMEK1阻害率が有意に高く、低ナノモルから下位ナノモルの範囲(0.015nM<IC50<56.7nM)内にあることが、実証された。類似体9及び類似体14によって例示されるように、高度なMEK阻害が観察された。このことは、阻害剤構造のリンカー部分における強力なMEK1阻害剤PD0316684及び5の重要なヒドロキサメート側鎖構造要素が保持されていることに起因する可能性がある。これら一連の阻害剤に対応しているPI3K阻害活性は、それほど顕著ではなく(54nM<IC50<341nM)、化合物7は系列中で最も高いPI3K阻害を呈した(IC50=54nM)。7のPI3K阻害が9と比較して改善されたことは、そのリンカー鎖長の延長に起因する可能性があるが、同様に、リンカー中のアミド結合による追加的な電子的相互作用も役目を果たした可能性がある。類似体9、11及び14によって示される同様なPI3K効力(191nM<IC50<341nM)もまた、ピペラジン窒素におけるリンカー結合の性質がPI3K阻害に影響を与える上で、最小限の役目を果たすことを示唆する。二官能性阻害剤の計算された親油性(cLogP)は4.84-5.71(表1)の範囲内に含まれ、経口生体利用能の許容閾値(cLogP<5)に近接していた。
表1.インビトロMEK1及びPI3K酵素阻害データ
Figure 0007475062000200
Figure 0007475062000201
脚注は下記のとおりである。#結合データは、3通りの実験をそれぞれ2回ずつ行った平均とする。†cLogPデータは、ChemDraw Professional(バージョン15.0.0.106)を使用して得られたものである。
細胞の有効性及び生存率の研究
これらの一連の化合物のインビトロMEK1及びPI3Kの阻害活性もまた、培養腫瘍細胞において評価された(D54、A549)。阻害剤化合物によるMEK1及びPI3K阻害の細胞効率は、それぞれpErk1/2及びpAktのリン酸化の変化によって測定した。図2は、培養物A549肺腫瘍図2A及びD54神経膠腫細胞図2Bから得られたタンパク質溶解物のウエスタンブロット分析による、化合物7、9、11及び14のインビトロ活性、すなわち、インビトロでMAPK/ERK経路及びPI3K/AKT経路を標的化する化合物の活性を示す。指示された化合物の存在下で細胞を1時間インキュベートし、溶解物をpAKT及びpERK1/2に対する特異的抗体でプローブして、ビヒクル対照(DMSO)と比較した。A549(図2A)及びD54(図2B)細胞を指示濃度の阻害剤で1時間処理してから、ウエスタンブロット分析に供した。図2Aに示すように、培養されたA549細胞において、この系列内の全ての化合物はpERK1/2のリン酸化の低減を示し、これらの化合物がMEK1キナーゼの酵素活性を阻害する効力が強力であることが実証された。同様に、化合物7、9及び14もまた、処置された細胞試料中のpAKTレベルが低いことから解明されたように、PI3K活性を阻害する効力が高いことが明らかにされた。注目すべきことに、全ての阻害剤類似体も同様に、両方の細胞株においてMEK活性の阻害が有意であり、これはインビトロ阻害データと充分に相関することを実証している(表1)。化合物9及び14で処置された細胞株において、BMEK及びPI3Kの阻害は両方とも、化合物7及び11と比較して、最も顕著であった。
細胞生存率に対する一連の新規化合物の効果は、AlamarBlueアッセイを使用して定量化された。アッセイ分析の48時間前に、A549及びD54腫瘍細胞を二官能性阻害剤類似体(化合物7、9、11及び14)、MEK1阻害剤(PD0325901)、PI3K阻害剤(ZSTK474)、並びにZSTK474とPD0325901との組み合わせで処置した。図3は、(A)A549肺腫瘍細胞及び(B)D54神経膠腫細胞における、指示濃度の化合物7、9、11、14、PI3K阻害剤ZSTK474及びMEK阻害剤PD0325901に曝露させた後の、化合物7、9、11及び14のインビトロ活性の定量を、細胞生存率の用量依存性に基づいて示す。生存腫瘍細胞のパーセンテージは、曝露後24時間目に算定されたものである。
図3A及び図3Bに示すように、A549(図3A)及びD54(図3B)の両方の腫瘍細胞株において、いずれの阻害剤も、細胞生存率を用量依存的に低減させた。特に、化合物9及び14は、個々の単剤療法(例えばPD0325901)の治療効果と同等であったか、あるいは幾つかの事例では両方の細胞株における細胞生存率を危殆化したという点でその治療効果を凌駕していた。興味深いことに、化合物9及び14は、両方の細胞株において細胞生存率を減損させたという点で、ZSTK474とPD0325901とを併用した場合と同程度に有効であることが見出された(図3A、図3B)。意義深いことに、化合物9及び14は、ZSTK474及びPD0325901との同時インキュベーションからなる併用療法の活性と同程度の、有意な抗腫瘍活性を有することが見出された(図3A、図3B)。
腫瘍担持マウスにおけるMEK1及びPI3Kのインビボ阻害活性
インビトロ阻害データと細胞の有効性/生存率試験との併用に基づいて、更なるインビボ評価に化合物14を使用した。無胸腺ヌードFoxn1nuマウス4匹を使用して、発癌性標的の調節活性をインビボで評価した。側腹部D54(n=2)及びA549(n=2)腫瘍を有するマウスを、屠殺2時間前に経口胃管栄養法によりビヒクル又は375mg/kgの化合物14のいずれかで処置した。図4A及び図4Bは、腫瘍担持マウスにおけるMEK1及びPI3Kのインビボ阻害活性を示す。D54及びA549皮下腫瘍を有するマウスを、屠殺2時間前に経口胃管栄養法によりビヒクル又は375mg/kgの化合物14のいずれかで処置した。図4Aにおいて、切除された腫瘍組織のウエスタンブロット分析によって明らかにされたように、化合物14は、ビヒクル対照と比較してD54腫瘍におけるMEK1及びPI3K活性の両方の調節に成功した。図4Bにおいて、切除されたA549腫瘍組織のウエスタンブロット分析によって明らかにされたように、化合物14は、ビヒクル対照と比較してA549腫瘍におけるMEK1及びPI3K活性の両方の調節に成功した。これらのデータは、固形腫瘍においてインビボMEK1/PI3Kキナーゼ活性の抑制に対する化合物14のインビボ生体利用能及び有効性を実証し、単一の化学実体二官能性阻害剤(化合物14)を使用することによってRas/MEK/ERK経路及びPI3K/Akt/mTor経路に対しインビボ同時的阻害を遂行しうることを確証するものである。切除された腫瘍組織のウエスタンブロット分析で解明されたように、両方の腫瘍型においてERK1/2及びAktのリン酸化が、化合物14によって阻害された(図4A及び図4B)。更にそのうえ、化合物9を用いた別の予備実験において、ERK1/2及びpAktレベルの調節は、マウス腫瘍におけるA549及びD54腫瘍の両方に対しても達成された(データ不図示)。総合的に要約すると、これらのデータが明らかに実証しているように、二機能性阻害剤化合物9及び14によって、インビトロ及びインビボの両方でMEK1/PI3K活性の同時抑制を達成することが可能である。
ヒト癌の多くにおいて、成長因子刺激に応答したRas/MEK/ERK及びPI3K/Akt/mTorシグナルリングカスケードの上方制御が、実証されてきた。また、研究により明らかにされてきたように、MEK阻害はPI3K/Aktキナーゼ活性の代償的活性化を促進する。したがって、これら2つのシグナルリング経路を同時標的化することは、効果的な癌治療における化学療法戦略として有望であることが、認識されてきた。この目標への対処を目的に、PD0325901に代表される種々のスペーサー基を用いて、ATP競合阻害剤ZSTK474の構造的類似体とATP非競合クラスのMEK阻害剤とを共有結合することによって開発されたのが、一連のプロトタイプの二官能性MEK/PI3K阻害剤である。A549肺腺癌細胞株及びD54神経膠腫細胞株において全ての阻害剤によって実証されたように、インビトロでの酵素的阻害アッセイにおけるMEK1のナノモルからサブマイクロモルの阻害、PI3Kキナーゼ活性、及び細胞生存率が、用量依存的に低減した。追加的に、これら2つの細胞株における全ての阻害剤によるMEK1活性の阻害が、インビトロ抗癌活性の実証との相関関係において、有意であることも実証された。D54及びA549腫瘍担持マウスにおいて化合物14を経口投与後に予備的インビボ試験で解明されたように、投与後2時間目にMEK1及びPI3K活性の阻害が有意なものであり、標的調節に対するインビボ有効性が確認された。我々の知る限りでは、単一の化学物質二官能性阻害剤を使用してRas/MEK/ERK及びPI3K/Akt/mTor経路が同時的にインビボ阻害されることを初めて実証したのが、本研究である。
図5に、脳内D54神経膠腫担持マウスにおけるインビボMEK1及びPI3K阻害活性を示す。腹腔内にD54腫瘍を担持するマウスを、屠殺2時間前に、経口胃管栄養法によりビヒクル、又は400mg/kgのST-162若しくはST-168のいずれかで処置した。切除された腫瘍組織のウエスタンブロット分析で明らかにされたように、両方の化合物がビヒクル対照と比較して脳内D54腫瘍におけるMEK1活性及びPI3K活性の両方の調節に成功した。これらのデータは、固形腫瘍においてインビボMEK1/PI3Kキナーゼ活性の抑制に対するST-162及びST-168の、インビボ生体利用能並びに有効性を実証し、単一の化学実体二官能性阻害剤(化合物ST-162及びST-168)を使用することによってRas/MEK/ERK経路及びPI3K/Akt/mTor経路に対しインビボ同時的阻害を遂行しうることを確証するものである。
図6に、マウスの皮下増殖性メラノーマ腫瘍株A357及びA2058における、MEK1及びPI3Kのインビボ阻害活性を示す。扁平上皮メラノーマ腫瘍担持マウスを、屠殺2時間前に、経口胃管栄養法により、ビヒクル、又は400mg/kgのST-162若しくはST-168のいずれかで処置した。切除された腫瘍組織のウエスタンブロット分析で明らかにされたように、両方の化合物がビヒクル対照と比較して、これらのヒトメラノーマ腫瘍におけるMEK1活性及びPI3K活性の両方の調節に成功した。これらのデータは、固形腫瘍においてインビボMEK1/PI3Kキナーゼ活性の抑制に対するST-162及びST-168の、インビボ生体利用能並びに有効性を実証し、単一の化学実体二官能性阻害剤(化合物ST-162及びST-168)を使用することによってRas/MEK/ERK経路及びPI3K/Akt/mTor経路に対しインビボ同時的阻害を遂行しうることを確証するものである。
図7に、マウスの皮下増殖性結腸癌腫瘍株CT26における、MEK1及びPI3Kのインビボ阻害活性を示す。皮下結腸腫瘍担持マウスを、屠殺2時間前に、経口胃管栄養法により、ビヒクル、又は400mg/kgのST-162若しくはST-168のいずれかで処置した。本研究では、公知のMEK阻害剤901及びPI3K阻害剤も評価した。切除された腫瘍組織のウエスタンブロット分析で明らかにされたように、ST-162及びST-168がビヒクル対照と比較して、このヒト結腸腫瘍モデルにおいてMEK1及びPI3K活性の調節に成功した。これらのデータは、固形結腸においてインビボMEK1/PI3Kキナーゼ活性の抑制に対するST-162及びST-168のインビボ生体利用能及び有効性を実証し、単一の化学実体二官能性阻害剤(ST-162及びST-168)を使用することによってRas/MEK/ERK経路及びPI3K/Akt/mTor経路に対しインビボ同時的阻害を遂行しうることを確証するものである。
予備研究では、ST-162の経口投与を用い、数種のマウスモデルの治療効果を試験した。無胸腺ヌードFoxn1nuマウスを用いて、インビボで発癌性標的調節活性を評価した。脳内D54腫瘍、皮下結腸腫瘍(CT26及び皮下メラノーマ(A375及びA2058)腫瘍を担持するマウスを、経口胃管栄養法により、14~30日間以上経口投与によってビヒクル対照又は400mg/kgの化合物ST-162のいずれかで処置した。全ての研究から解明されたように、有意な腫瘍成長遅延を達成することが可能であった(CT26、A375、及びA2058)か、あるいは動物の生存率が改善された(D54)。
図8は、脳内腫瘍が約20マイクロリットル(MRIで測定)の体積に達したときに化合物ST-162を投与に用いた研究では、全生存率における改善(P=0.0054)が、ビヒクル対照動物と比較して有意であったことが見出された。このデータから明確に実証されるように、脳内ヒトD54神経膠腫腫瘍では、二機能性阻害剤ST-162を介して、MEK1/PI3K活性の同時抑制をインビボで達成することが可能である。
図9では、皮下メラノーマ腫瘍A2058及びA357がキャリパー及びMRIで測定可能になったときから始めて、化合物ST-162を14日間投与し、腫瘍体積を経時的に測定して、ビヒクル対照と比較した。ST-162処置動物において、両方のメラノーマ腫瘍モデルを対象とする腫瘍成長の低減が、ビヒクル対照動物と比較して有意であることが観察された。このデータから明らかに実証されるように、ヒトメラノーマ腫瘍における二機能性阻害剤ST-162での処置によって、MEK1/PI3K活性が同時抑制され、それによりインビボ成長速度に影響が及ぶ可能性がある。
図10では、皮下結腸腫瘍CT-26がキャリパー及びMRIで測定可能になったときから始めて、化合物ST-162を14日間投与し、腫瘍体積を経時的に測定して、ビヒクル対照と比較した。MV4-162(化合物14)処置動物において、CT-26腫瘍腫瘍成長の低減がビヒクル対照動物と比較して有意であることが、観察された。このデータから明らかに実証されるように、ヒト結腸腫瘍における二機能性阻害剤ST-162での処置によって、MEK1/PI3K活性が同時抑制され、それによりインビボ成長速度に影響が及ぶ可能性がある。
図11では、皮下結腸腫瘍CT-26がキャリパー及びMRIで測定可能になったときから始めて、ST-162を14日間投与し、腫瘍体積を経時的に測定して、ビヒクル対照と比較した。14日目に、2つの腫瘍を取り出して、サイズ及び重量の比較を行った。図示されているように、ST-162で14日間処置されたマウスから採取された腫瘍よりも、ビヒクル対照の腫瘍の方が有意に大きかった。このデータから明らかに実証されるように、ヒト結腸腫瘍における二機能性阻害剤ST-162での処置によって、MEK1/PI3K活性が同時抑制され、それによりインビボ腫瘍体積に影響が及ぶ可能性がある。この理由は、ビヒクル対照で処置された腫瘍に対して処置腫瘍の方が容量が小さいためである。
インビトロMEK1阻害アッセイ
Promega(米国ウィスコンシン州)製のKinase-Glo Luminescent Kinaseアッセイキットを、メーカーの指示に従って使用して、阻害剤類似体のインビトロMEK1阻害活性を、定量化した。精製MEK1及び非活性過Erk2はそれぞれ、Sigma-Aldrich(米国ミズーリ州セントルイス)及びカルナバイオサイエンス(Carna Bioscience、日本国神戸)から購入されたものである。概略説明すると、一連の化合物希釈物を96ウェルプレートに加え、続いてMEK1、Erk2及びATP溶液を加えた。キナーゼ反応を30℃で30分間行った。次いで、等容量のKinase-Glo溶液を加え、反応物を室温で更に30分間インキュベートした。PerkinElmer製のEnvisionマルチラベルリーダーを使用して、生物発光シグナルを取得した。各阻害剤濃度で2回ずつのアッセイを、3連で実行した。IC50データを、グラフパッド社(GraphPad)のプリズム(Prism)ソフトウェア(バージョン5.0、カリフォルニア州La Jolla)を使用して計算した。
インビトロPI3K阻害アッセイ
Life Technologies(ウィスコンシン州マディソン)で、蛍光ベースのAdapta TR-FRETアッセイプロトコルを使用し、精製酵素を用いて、PI3K脂質キナーゼ活性の定量を行った。各阻害剤濃度(0.1nM~10μM)で2回ずつのアッセイを、3連で実行した。
二官能性阻害剤類似体の仮想ドッキングモデル
二官能性阻害剤類似体のドッキングモデルを、Schrodinger製のソフトウェアを使用して得た。MEK1のX線結晶構造(PDBコード3WIG)及びPI3K(PDBコード2WXK)のX線結晶構造は、MaestroのProtein Preparationウィザード(Protein Preparation Wizard, Schrodinger, LLC、ニューヨーク州ニューヨーク)を使用して調製した。次いで、タンパク質構造を使用して、結合部位が天然リガンドによって画定されているOPLS2005を使用して、ドッキング用の受容体グリッドを生成した。LigPrep 3.4(LigPrep、Schrodinger, LLC、ニューヨーク州ニューヨーク)を使用して、二官能性阻害剤リガンドをMaestroでドッキング用に構築して調製した。標準の精度モードでGlide 6.7を使用して、デフォルトのパラメータを用い、制約なしでドッキング手順を実行した(23)。
細胞培養及び細胞死アッセイ
ヒト肺腺癌上皮細胞株A549及び神経膠腫細胞株D54を、10%熱不活性化ウシ胎児血清(FBS)及び1%ペニシリン/ストレプトマイシン/グルタミンを添加したRPMI中で生育した(Gibco、カリフォルニア州カールスバッド)。細胞を、5%COを供給しながら、37℃の加湿インキュベーター中で成長させた。細胞生存率アッセイを用いて、阻害剤化合物の治療効果の初期試験を達成した。阻害剤化合物(10mM)、ZSTK474(代表的なPI3K阻害剤)、PD0325901(代表的なMEK阻害剤)のストック溶液をDMSO中で調製し、このストック溶液を使用して、RPMI培地中で連続希釈して最終的な溶液を調製した。対照ウェルに、1%DMSO担体溶媒を含有する培地を投薬した。48時間後に、AlamarBlueアッセイ(Life Technologies、カリフォルニア州カールスバッド)を製造元の指示に従って用いて細胞生存率を決定した。PerkinElmer EnVision Xciteマルチラベルリーダー(PerkinElmer、マサチューセッツ州ウォルサム)を使用して、蛍光シグナルを定量化した。
ウエスタンブロット分析
細胞を処置の24時間前に6ウェルディッシュ内に播種し、それぞれの阻害剤化合物溶液と共に1時間インキュベートした。細胞をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗浄し、プロテアーゼ阻害剤(完全プロテアーゼ阻害剤カクテル(Complete protease inhibitor cocktail)、Roche、スイス国バーゼル)、及びホスファターゼ阻害剤(PhosSTOP、Roche、スイス国バーゼル)を補充したNP-40溶解緩衝液(1%NP40、150mMのNaCl、並びに25mMのTris、pH8.0)で溶解した。Lowryアッセイ(Bio-Rad、カリフォルニア州ハーキュリーズ)を使用してタンパク質の濃度を算定し、等量の全細胞タンパク質溶解物を各レーンに充填して、4~12%勾配Bis-Trisゲル(Invitrogen、カリフォルニア州)を用いて分離した。タンパク質を0.2μmのニトロセルロース膜(Invitrogen、カリフォルニア州)に移送した。ブロッキング後、膜を一次抗体と共に4℃で一晩インキュベートし、続いて適切な西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)共役二次抗体と共に室温で1時間インキュベートした。製造元のプロトコル(Amersham Pharmacia、スウェーデン国ウプサラ)に従って、ECL-Plusを使用してペルオキシダーゼの活性を検出した。phospho-p44/42 MAPK(Erk1/2)(Thr202/Tyr204)、pAKT(S473)及びphospho-p70 S6K*に対する抗体、並びにTotal ERK及びAKT抗体を、Cell Signaling Technology(米国マサチューセッツ州ビバリー)から購入し、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)に共役された抗βアクチンをAbcam(米国マサチューセッツ州ケンブリッジ)から購入した。二次HRP抗体は、Jackson ImmunoResearch(米国ミズーリ州セントルイス)から購入したものであった。
阻害剤効力のインビボ評価
全ての動物実験は、ミシガン大学における、動物の使用と管理に関する大学委員会(UCUCA)によって承認された。5週齢の無胸腺ヌードFoxn1nuマウス2匹の脇腹に対し完全に懸濁されたD54細胞1×10個を皮下接種してから、同様に、更にマウス2匹の脇腹に対しA549細胞を接種した。各注射液は、50%BDマトリゲル(BD Matrigel)基底膜マトリックスと50%RPMI培地(ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー(Becton, Dickinson and Company)ニュージャージー州イースト・ラザフォード)との混合物中に溶かされた、総容量200μLの細胞懸濁液を含有していた。キャリパー測定による腫瘍体積が約150mmに達した後、マウスに給餌しない状態で2~4時間置き、続いて、屠殺2時間前にビヒクル(DMSO:HPBCD(3:2)200μL)、又は阻害剤類似体ST-162(14)(375mg/kgのDMSO/HPBCD(3:2)溶液200μL)のいずれかを経口投与した。ビヒクル処置群及び薬物処置群の両方から腫瘍組織を収集して、上述のようにウエスタンブロット分析に供した。
Figure 0007475062000202
また、別の一連の単一実体、多官能性阻害剤の合成(PI3K阻害剤mTOR阻害剤及びMEK阻害剤の構造類似体の共有結合によって達成されるもの)も、開示されている。酵素阻害アッセイにおいて、多官能性阻害剤は、MEK1の強力なインビトロ阻害(182<IC50(nM)<398)、PI3K(39<IC50(nM)<191、及びmTOR(50.4<IC50(nM)<53.1)を示した。腫瘍細胞株(A375(メラノーマ)、D54(神経膠腫)、CT26結腸直腸癌)、A2058(メラノーマ)において化合物ST-162、ST-168及びST-180を用い、同時阻害を実証した。阻害剤は、ZSTK474(PI3K阻害剤)及びPD0325901(MEK阻害剤)を併用投与した場合と同様に、用量依存的に細胞生存率を低下させた。側腹部に固形腫瘍を有するマウスから収集したA375腫瘍組織から得られたデータから明らかにされたように、ウエスタンブロット分析により、ST-168の経口投与後2時間で、mTOR/MEK1/PI3Kの複合阻害が達成され、ST-168多官能性阻害剤戦略の生体利用能及び有効性が確認された。A375メラノーマ腫瘍を有するマウスにおいてST-168(400mg/kg)を、40日間にわたって毎日1回経口投与した後の化合物ST-168のインビボ効力が実証された。この試験で明らかにされたように、ST-168は、処置開始後35日目に、ビヒクル対照投与動物よりも腫瘍サイズが6倍以上有意に減少した。ST-168で処置されたこれらのA375腫瘍担持マウスでは、長期の薬物投薬による検出可能な副作用(体重減少など)なしに、寿命が有意に延長されたことも観察された。
Figure 0007475062000203
Figure 0007475062000204
Figure 0007475062000205
阻害剤の有効性に関するインビボ評価
5週齢の無胸腺ヌードFoxn1nuマウス2匹の脇腹に対し完全に懸濁されたD54細胞1×10個を皮下接種してから、同様に、更にマウス2匹の脇腹に対しA549細胞を接種した。各注射液は、50%BDマトリゲル(BD Matrigel)基底膜マトリックスと50%RPMI培地(ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー(Becton, Dickinson and Company)、ニュージャージー州イースト・ラザフォード)との混合物中に溶かされた、総容量200μLの細胞懸濁液を含有していた。キャリパー測定による腫瘍体積が約150mmに達した後、マウスに給餌しない状態で2~4時間置き、続いて、屠殺2時間前にビヒクル(DMSO:HPBCD(3:2)200μL)、又は阻害剤類似体(14)(375mg/kgのDMSO/HPBCD(3:2)溶液200μL)のいずれかを経口投与した。ビヒクル処置群及び薬物処置群の両方から腫瘍組織を収集して、上述のようにウエスタンブロット分析に供した。
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Claims (9)

  1. 下記構造
    Figure 0007475062000206
    (式中、
    DはI、-C≡CH又はC≡C-R式中、R=アルキル又はアリールである)であり、かつ、
    Xは以下からなる群から選択される:
    Figure 0007475062000207
    式中、独立に、はH、アルキル又はアリールであり、mは=0又は1であり、n0~6から選択される任意の整数であり、o0~6から選択される任意の整数であり、p又は1であり、q0~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である)
    Figure 0007475062000208
    (式中、独立に又は1であり、n0~6から選択される任意の整数であり、o0~6から選択される任意の整数であり、p1~6から選択される任意の整数であり、q2~6から選択される任意の整数であり、R H、アルキル又はアリールであり、かつ、R はH、アルキル、又はアリールである
    Figure 0007475062000209
    (式中、独立に又は1であり、n0~6から選択される任意の整数であり、o0~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である)
    Figure 0007475062000210
    (式中、独立に0~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である)
    Figure 0007475062000211
    (式中、独立に0~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である)
    Figure 0007475062000212
    式中、独立に、 H、アルキル又はアリールであり、m0~6から選択される任意の整数であり、n1~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である)
    Figure 0007475062000213
    式中、独立に、はH、アルキル又はアリールであり、 はH、アルキル、又はアリールであり、1~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である)
    Figure 0007475062000214
    式中、独立に、はH、アルキル又はアリールであり、m又は1であり、n1~6から選択される任意の整数であり、かつ、2~6から選択される任意の整数である))
    あるいは、
    Figure 0007475062000215
    (式中、独立に、
    Wは
    Figure 0007475062000216
    (式中、RはH、アルキル又はアリールであり、かつ、0~6から選択される任意の整数である)であり、
    I、-C≡CH、又は-C≡C-R(式中、Rアルキル又はアリールである)であり、かつ、
    Xは以下からなる群から選択される:
    Figure 0007475062000217
    (式中、独立に、0~6から選択される任意の整数であり、かつ、1~6から選択される任意の整数であ
    Figure 0007475062000218
    (式中、独立に、RはH、アルキル又はアリールであり、m0~6から選択される任意の整数であり、かつ、1~6から選択される任意の整数であ
    Figure 0007475062000219
    式中、独立に、 H、アルキル又はアリールであり、mは1~6から選択される任意の整数であり、かつ、nは1~6から選択される任意の整数である
    Figure 0007475062000220
    式中、独立に、はH、アルキル又はアリールであり、 はH、アルキル、又はアリールであり、mは1~6から選択される任意の整数であり、nは1~6から選択される任意の整数であり、かつ、oは1~6から選択される任意の整数である))
    を有する化合物。
  2. Figure 0007475062000221
    、及び
    Figure 0007475062000222
    からなる群から選択される、化合物。
  3. 請求項1又は2に記載の化合物と、医薬的に許容される担体又はビヒクルとを含む医薬組成物。
  4. mTOR、MEK及びPI3Kのうちの少なくとも1つを阻害することによって奏効が得られる、疾患又は病態を治療するための、請求項3に記載の医薬組成物。
  5. 前記疾患又は病態が、癌、炎症性疾患、アレルギー性疾患、炎症性腸疾患、血管炎、ベーチェット症候群、乾癬、炎症性皮膚病、喘息、呼吸器アレルギー疾患、自己免疫疾患、移植片拒絶、発熱、心血管障害、脳血管障害、線維症、結合組織病、サルコイドーシス、性器障害、生殖障害、胃腸障害、神経障害、睡眠障害、疼痛、腎障害、HIVを包含する感染症、神経因性疼痛(神経自体への損傷又は神経機能不全に起因する疼痛)及び侵害受容性(nociceptive)の疼痛(侵害受容体(nociceptor)は損傷中に活性化される神経系内の受容体である)を包含する慢性疼痛、並びに臨床診断に関連する慢性疼痛から選択される疾患及び病態である、請求項4に記載の医薬組成物。
  6. 前記疾患又は病態が癌である、請求項5に記載の医薬組成物。
  7. 前記癌が、膀胱(加速性及び転移性膀胱癌を包含)、乳房、大腸(結腸直腸癌を包含)、腎臓、肝臓、肺(小細胞肺癌、非小細胞肺癌及び肺腺癌を包含)、卵巣、前立腺、精巣、尿生殖路、リンパ系、直腸、喉頭、膵臓(外分泌膵臓癌を包含)、食道、胃、胆嚢、子宮頸部、甲状腺、腎臓及び皮膚(扁平上皮癌を包含)を包含する癌腫;白血病、急性リンパ性白血病、急性リンパ芽球性白血病、B細胞リンパ腫、T細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、有毛細胞リンパ腫、組織球性リンパ腫及びバーキットリンパ腫を包含するリンパ系統の造血器腫瘍;急性及び慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、骨髄性白血病、及び前骨髄球性白血病を包含する骨髄系統の造血器腫瘍;星状細胞腫、神経芽細胞腫、神経膠腫及びシュワン細胞腫を包含する中枢及び末梢神経系の腫瘍;線維肉腫、横紋筋肉腫及び骨肉腫を包含する間葉起源の腫瘍;並びに他の腫瘍類、メラノーマ、色素性乾皮症、角化腺腫、セミノーマ、甲状腺濾胞癌、奇形癌、腎細胞癌(RCC)、膵臓癌、骨髄腫、骨髄腫及びリンパ芽球性白血病、神経芽細胞腫、並びに神経膠芽腫、成人及び小児腫瘍、固形腫瘍/悪性腫瘍の成長、粘液様及び円形細胞癌、局所進行腫瘍、転移性癌、ユーイング肉腫を包含するヒト軟部肉腫、リンパ節転移、特に頭頸部の扁平上皮癌、食道扁平上皮癌、口腔癌を包含する癌の転移、多発性骨髄腫を包含する血球悪性腫瘍、急性リンパ性白血病、急性非リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、慢性骨髄性白血病及び有毛細胞白血病を包含する白血病;滲出性リンパ腫(体腔リンパ腫)、胸腺リンパ腫肺癌(小細胞癌、皮膚T細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫、非ホジキンリンパ腫、副腎皮質癌、ACTH産生腫瘍、非小細胞癌を包含、小細胞癌及び乳管癌を包含する乳癌)、消化器癌(結腸直腸腫瘍に付随する胃癌、結腸癌、結腸直腸癌及びポリープを包含);膵臓癌、肝臓癌、泌尿器科癌(原発性表在性膀胱腫瘍などの膀胱癌、膀胱の浸潤性移行上皮癌及び筋肉浸潤性膀胱癌を包含)、前立腺癌、女性器の悪性腫瘍(卵巣癌、原発性腹膜上皮腫瘍、子宮頸癌、子宮内膜癌、膣癌、外陰癌、子宮癌及び卵巣濾胞中の固形腫瘍を包含)、男性生殖管の悪性腫瘍(精巣癌及び陰茎癌を包含)、腎臓癌(腎細胞癌を包含、脳腫瘍(内因性脳腫瘍、神経芽細胞腫、星状細胞脳腫瘍、神経膠腫、及び中枢神経系への転移性腫瘍細胞の浸潤を包含)、骨癌(骨腫及び骨肉腫を包含)、皮膚癌(悪性メラノーマ、ヒト皮膚ケラチノサイトの腫瘍進行及び扁平上皮癌を包含)、甲状腺癌、網膜芽細胞腫、神経芽細胞腫、腹水、悪性胸水、中皮腫、ウィルムス腫瘍、胆嚢癌、栄養膜性腫瘍、血管周皮腫、骨髄線維症、急性骨髄性白血病(AML)、骨髄異形成症候群(MDS)及び慢性骨髄性白血病(CML)を包含する骨髄性悪性腫瘍、カポジ肉腫、膵臓癌及び結腸直腸癌、並びに腫瘍転移性疾患から選択される、請求項6に記載の医薬組成物。
  8. 前記疾患又は病態が、臨床診断に関連する慢性疼痛から選択される疾患及び病態である、請求項4に記載の医薬組成物。
  9. 前記臨床診断に関連する慢性疼痛から選択される疾患及び病態が、線維筋痛症、炎症、又は筋骨格系機能不全である、請求項8に記載の医薬組成物。
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