網膜色素上皮(RPE)は、神経網膜と脈絡毛細血管の間にある特殊な上皮であり、ここで外側の血液網膜関門(BRB)を形成する。RPEの主な機能は、(1)栄養素、イオン、および水の輸送、(2)光の吸収および光酸化に対する保護、(3)視覚サイクルに重要な11-シス-網膜への全-トランス-網膜の再異性体化、(4)脱落光受容体膜の食作用、および(5)網膜の構造の完全性のための必須因子の分泌である。
健康な眼では、RPEは、色素上皮由来因子(PEDF)を分泌し、これは、神経保護因子として、および内皮細胞増殖を阻害し、脈絡毛細血管の内皮を安定化させることができる抗血管新生因子として、といった二つの方法で網膜ならびに脈絡毛細血管構造を維持するのに役立つ。Simo R, et al., The Retinal Pigment Epithelium: Something More than a Constituent of the Blood-Retinal Barrier-Implications for the Pathogenesis of Diabetic Retinopathy Journal of Biomedicine and Biotechnology Volume 2010, Article ID 190724(15ページ)にレビューがある。 RPEにより合成される別の血管作動性因子は、血管内皮増殖因子(VEGF)であり、これは、内皮細胞アポトーシスを防止する健康な眼においてRPEにより低濃度で分泌され、脈絡毛細血管の無傷の内皮に必須であり、また内皮の開窓を安定化する浸透性因子として作用する。同文献。健康な眼では、PEDFおよびVEGFは、RPEの反対側で分泌される。PEDFは、ニューロンおよび光受容体に作用する頂端側に分泌されるのに対し、VEGFのほとんどは脈絡膜内皮に作用する基底側に分泌される。同文献。VEGFの過剰産生は、増殖性糖尿病性網膜症および糖尿病性黄斑浮腫の進展において説明されており、培養ヒトRPE細胞におけるグルコース濃度上昇によるPEDF発現の下方制御が観察されており、糖尿病性網膜症に対する新たな治療アプローチとしてのVEGFの遮断またはPEDFの刺激の戦略の提案につながっている。
本出願は、ヘミチャネルの開通の調節の驚くべき発見に関し、RPE完全性およびBRB完全性の維持および向上に直接的かつ即時の影響を与える。下記の実施例1~6を参照のこと。驚くべきことに、コネキシンヘミチャネルは、BRB完全性およびRPE完全性において重要な役割を果たし、またBRBおよび/またはRPE完全性の喪失によって全体的または部分的に特徴付けられる様々な疾患、障害および状態、ならびに重要なことにその浸透性の増加の治療において重要な影響を与えることが見出された。
また、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤を含むヘミチャネル遮断剤を使用して、ZO-1内部移行を減弱できることも発見されている。したがって、このようなヘミチャネル遮断剤を、病態における関門機能不全を防止するための関門浸透性を調節する方法に使用することができる。
また、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤を含むヘミチャネル遮断剤を使用して、IV型コラーゲンの上方制御を減弱できることも発見されている。したがって、ヘミチャネル遮断剤を、病態におけるコラーゲンIVの上方制御を調節する方法に使用することができる。
発明者らは、高グルコース(HG)およびサイトカインの適用が、経上皮抵抗(TEER)の低減およびRPE細胞の単層にわたるFITC-デキストラン染料リークの増加をもたらすことを示した。さらに、結果は、このRPE関門の完全性の喪失は細胞死によるものではなく、密着結合タンパク質ZO-1の内部移行によって引き起こされ、コラーゲンIVの上方制御をもたらしたことを示す。
重要なことに、実施例1~6に示すように、コネキシン43ヘミチャネル遮断は、TEERの低減、FITC-デキストラン染料リークの増加、ZO-1の内部移行、およびコラーゲンIV沈着の上方制御に対して保護することが見出された。研究では、対照と比較して、ヒトDME患者におけるコラーゲンIV分泌の増加が報告されている。Mugisho OO, et al. (2018) Intravitreal pro-inflammatory cytokines in non-obese diabetic mice: Modelling signs of diabetic retinopathy. PLoS One 13 (8):e0202156.
ヘミチャネルがこれらのプロセスを媒介する機序をより良く理解するために、Peptide5ヘミチャネル遮断剤の存在下で、ATPを培地に復元した。結果から、ATPは、ヘミチャネル遮断によってもたらされる保護を逆転させ、それにより、HGおよびサイトカイン単独の細胞と、HG、サイトカイン、Peptide5およびATPの細胞の間に、LDH放出およびconnexin43ギャップ結合プラークの局在化に関して差異をなくすようにすることを示した。
定義
「小分子」は、本明細書では、約600~900ダルトン未満の分子量を有するように定義され、概して有機化合物である。小分子は、ヘミチャネル遮断剤プロドラッグの活性薬剤とすることができる。一つの実施形態では、小分子は、600ダルトン未満である。別の実施形態では、小分子は、900ダルトン未満である。
本明細書で使用される場合、「治療」(および「治療する」または「治療すること」などのその文法的変形)は、治療される個体、組織または細胞の自然経過を変えるための臨床介入を指し、予防のためまたは臨床病理の間に実施することができる。治療の望ましい効果には、疾患、障害または状態の発生または再発の防止、徴候または症状の軽減、疾患の直接的または間接的な病理学的帰結の減少、疾患進行の速度の減少、病状の改善または緩和、ならびに寛解または予後の改善が含まれるが、これらに限定されない。一部の実施形態では、本発明の化合物、方法、および組成物は、疾患、障害、または状態の発現を遅らせるために、または疾患、障害または状態の進行を遅らせるために使用することができる。この用語は、必ずしも、対象が完全に回復するまで治療されることを暗示するものではない。したがって、「治療」は、特定の疾患、障害または状態の症状もしくは重症度を低減、軽減、もしくは改善すること、または特定の疾患、障害、もしくは状態を発症するリスクを防止またはその他の方法で低減することを含む。また、状態の完全または部分的な寛解状態の維持または促進を含んでもよい。本明細書で使用される場合、「治療」はまた、ヘミチャネル遮断剤の投与後の、対象者におけるRPE完全性、BRB完全性、および密着結合の完全性の改善、および/または対象者におけるコラーゲンIV産生の低減も含む。
疾患、状態、または障害などを「治療する」という用語は、障害、疾患、または状態を予防、緩徐化、低減、減少、停止、および/または逆転させること、ならびに/またはRPEもしくはBRBの完全性、密着結合の完全性、RPEもしくはBRBもしくは密着結合破壊の減弱、ZO-1内部移行、コネキシン内部移行、および/またはコラーゲンIV産生の維持もしくは改善を指しうる。
「防止する」という用語は、全体または一部を防止する、または改善もしくは制御することを意味する
本明細書で使用される場合、「有効量」は、望ましい治療的または予防的結果を達成するために、必要な投与量での、および必要な期間にわたっての有効な量を指す。例えば、制限する目的ではないが、本明細書に開示される「有効量」は、BRB完全性の障害、RPE完全性の障害、密着結合の完全性の障害、またはコラーゲンIV産生の増大、および本明細書に記載されるものなどが関与する疾患、障害または状態の徴候および/または症状を治療できる化合物または組成物の量を指してもよく、あるいは、BRB完全性の障害、RPE完全性の障害、密着結合の完全性の障害、またはコラーゲンIV産生の増大を有益に調節することができるヘミチャネル化合物または組成物の量を指してもよい。
本明細書で使用される場合、本発明の物質/分子、作動薬または拮抗薬の「治療有効量」は、個体の病態、年齢、性別、および体重などの因子、ならびに個体において所望の応答を誘発するための物質/分子、作動薬または拮抗薬の能力に応じて変化しうる。治療有効量はまた、好ましくは、物質/分子、作動薬、または拮抗薬の任意の毒性または有害な効果を、治療上有益な効果が上回る量である。治療有効量のヘミチャネル遮断剤は、対象者において、BRB完全性の障害、RPE完全性の障害、密着結合の完全性の障害、および/またはコラーゲンIV産生の増大を有益に調節する。
本明細書で使用される場合、「予防的有効量」は、望ましい予防的結果を達成するために、必要な投与量での、および必要な期間にわたっての有効な量を指す。典型的には、ただし必ずしもではないが、予防用量は疾患、障害、または状態の前または早期段階で対象者に使用されるため、予防的有効量は、治療有効量よりも少なくなる。
「医薬製剤」という用語は、その中に含有される活性成分(例えばヘミチャネル遮断剤)の生物活性を有効にすることができ、製剤が投与される対象者に対して許容できないほどに毒性を有する追加的な成分を含有しないような形態の調製物を指す。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容可能な担体」は、対象に安全に投与されうる有効成分以外の、医薬製剤の成分を指す。薬学的に許容可能な担体には、緩衝剤、賦形剤、安定剤、および防腐剤が含まれるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「対象者」という用語、またはこれに類した用語は、「個人」や「患者」を含めて、それら全ては本明細書では互換的に使用されうるが、これらの用語は、ヒト、飼育動物や家畜、ならびに動物園の動物、自然動物公園の動物、競技用動物、または愛玩用動物(犬、馬、猫、羊、ブタ、ウシなど)を含む、任意の哺乳動物を指す。好適な哺乳動物は、成人、小児、および高齢者を含めたヒトである。好適な競技用動物とは、ウマおよびイヌである。好適な愛玩用動物とは、イヌおよびネコである。対象者は、例えば、イルカ、クジラ、アザラシ、またはセイウチなどの水生公園動物であってもよい。特定の実施形態では、対象者、個人、または患者は、ヒトである。
本明細書で使用される場合、「ヘミチャネル」という用語は、ギャップ結合の一部であり(二つのヘミチャネルまたはコネクソンは、隣接する細胞間の細胞間隙を横切って接続してギャップ結合を形成する)、典型的には、相同または異種のコネキシンタンパク質、すなわちコネキシンタンパク質のホモマー/ヘテロマーの六量体のいくつかのコネキシンタンパク質から構成され、それらは、二つの隣接する細胞の細胞質間のギャップ結合の細孔を形成する。ヘミチャネルは、接合部の一方の側の細胞によって供給され、対向する細胞からの2つのヘミチャネルは通常一緒になって完全な細胞間ヘミチャネルを形成する。ところが、一部の細胞において、および一部の状況下での細胞において、ヘミチャネル自体は、細胞質と細胞外空間との間の導管として活性であり、イオンおよび小分子の伝達を可能にする。
式Iの化合物、例えば、Xiflam、および/または前述の化合物のいずれかの類似体またはプロドラッグは、ヘミチャネルの機能および/または活性を調節することができ、好ましくは、任意のタイプのコネキシンタンパク質を含む化合物である。したがって、文脈から別段の解釈が要求されない限り、「ヘミチャネル」への言及は、多数の異なるコネキシンタンパク質のいずれか一つ以上を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるヘミチャネルを含むように解釈されるべきである。ところが、一例として、ヘミチャネルは、上記に具体的に言及したものを含む、任意のコネキシンのうちの一つ以上を含みうる。一つの実施形態では、ヘミチャネルは前述のコネキシンのうちの一つからなる。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、コネキシン26、30、32、36、37、40、45および47のうちの一つ以上を含む。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、コネキシン37、40、または43のうちの一つからなる。一つの実施形態では、ヘミチャネルはコネキシン43ヘミチャネルである。一つの実施形態では、ヘミチャネルは血管ヘミチャネルである。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、血管内皮細胞に見られるコネキシンヘミチャネルである。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、血管平滑筋細胞に見られるコネキシンヘミチャネルである。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、脈管構造外部の内皮細胞または上皮細胞(例えば、腸内皮または上皮)に見られるコネキシンヘミチャネルである。一つの特定の実施形態では、ヘミチャネルは、コネキシン30、37、およびコネキシン43のうちの一つ以上を含む。一つの特定の実施形態では、ヘミチャネルはコネキシン30からなる。一つの特定の実施形態では、ヘミチャネルはコネキシン37からなる。一つの特定の実施形態では、ヘミチャネルはコネキシン43からなる。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、コネキシン26を除く一つ以上のコネキシンを含む。一つの実施形態では、組成物は、前述を含む任意のコネキシンのヘミチャネル遮断剤を含むか、または除外することができる。
ヘミチャネルおよびヘミチャネルは、任意のタイプの細胞中に存在しうる。したがって、文脈上別段の要求がない限り、「ヘミチャネル」または「ヘミチャネル」への言及は、任意の細胞型に存在するヘミチャネルまたはヘミチャネルへの言及を含むように、解釈されるべきである。本発明の一つの実施形態では、ヘミチャネルまたはヘミチャネルは、器官内の細胞、または癌もしくは腫瘍に存在する。一つの実施形態では、ヘミチャネルは血管ヘミチャネルである。一つの実施形態では、ヘミチャネルは、血管内皮細胞および/または血管平滑筋細胞に見られるコネキシンヘミチャネルである。
本明細書で使用される場合、「ヘミチャネルの調節」は、ヘミチャネルの一つ以上の機能および/または活性の調節であり、典型的には、ヘミチャネルを通した細胞間の分子の流れである。こうした機能および活性には、例えば、細胞外空間または環境からのヘミチャネルを介した細胞への分子の流れ、および/または細胞内空間または細胞の環境から細胞外空間または環境へのヘミチャネルを介した分子の流れが含まれる。ヘミチャネルの調節に有用な化合物は、「ヘミチャネル調節物質」と呼んでもよい。
ヘミチャネルの機能の調節は、任意の手段によって行われてもよい。しかしながら、一例としてのみであるが、調節は、ヘミチャネルの閉鎖を誘発または促進すること、ヘミチャネルの開通を防止、遮断、阻害または減少すること、ヘミチャネルおよび/またはギャップ結合の細胞内部移行を発動、誘発または促進することのうちの一つ以上によって生じうる。「遮断」、「阻害」、「防止」、「減少」、「拮抗」などの用語の使用は、完全な遮断、阻害、防止、または拮抗を暗示するものではないが、これは好ましい場合もあり、またヘミチャネルおよび/またはヘミチャネルの機能または活性を少なくとも低減するために、部分的な遮断、阻害、防止、または拮抗を含むように解釈されるものとする。同様に、「誘発する」または「促進する」は、ヘミチャネル(またはヘミチャネル群)の完全な内部移行を暗示するように解釈されるべきではなく、ヘミチャネルの機能または活性を少なくとも低減するために、部分的な内部移行を含むように解釈されるべきである。
本明細書で使用される場合、「ヘミチャネル遮断剤」という用語は、コネキシンヘミチャネルを通した分子の通過に干渉する化合物である。ヘミチャネル遮断剤は、ヘミチャネルの開通を遮断または減少させ、ヘミチャネルを通して細胞外空間への分子の放出を遮断または減少させ、および/またはヘミチャネルを通して細胞内空間への分子の侵入を遮断または減少させうる。ヘミチャネル遮断剤には、ヘミチャネル漏れまたは細胞外空間へのまたは細胞外空間からの分子の通過を完全にまたは部分的に遮断する化合物が含まれる。ヘミチャネル遮断剤はまた、ヘミチャネルの開通確率を減少させる化合物を含む。開通確率は、チャネルが開いた状態の時間に対する閉じた状態の時間の比率である(Goldberg GS, et al., Selective permeability of gap junction channels Biochimica et Biophysica Acta 1662 (2004) 96-101にレビューがある)。ヘミチャネル遮断剤の例としては、ペプチド、小分子、抗体、および抗体断片が挙げられる。ヘミチャネル遮断剤には、ヘミチャネル調節物質が含まれる。ヘミチャネル遮断剤は、コネキシンヘミチャネルを介した分子の通過を直接または直接干渉しうる。
本明細書で使用される場合、「RPE完全性の調節」および「BRB完全性の調節」という用語は、完全性および/または機能の維持もしくは改善、またはRPEもしくはBRBの完全性および/または機能の減少の緩徐化を指す。また、これは、例えば、浸透性を向上させること、すなわち、望ましくない増加を低減することを指す。RPEまたはBRBの完全性調節は、ヘミチャネル遮断剤を用いて達成され、またRPEもしくはBRBの完全性および/または機能の、病理学的、異常な、またはそれ以外に好ましくない、もしくは望ましくない低下によって全体的または部分的に特徴付けられる、疾患、障害および状態の治療に有用である。RPEまたはBRBの完全性の調節に有用な化合物は、「RPE調節因子またはBRB調節因子」と称されうる。本発明の化合物は、RPEまたはBRBの完全性を調節するための治療方法で使用されてもよく、例えば、RPEまたはBRBの完全性が調節されて、RPEまたはBRBの完全性が改善、均等化および/または平滑化され、これにはRPEまたはBRBの完全性の病的、異常であるか、またはそれ以外に好ましくない、もしくは望ましくない下降によって特徴付けられる、疾患、障害、または状態の全部または一部の治療方法での使用が含まれる。RPEおよびBRBの完全性は、細胞間接着および細胞間の密着結合によって生成される関門にわたる材料の未制御のリークを防止するために不可欠である。
本明細書で使用される場合、「密着結合の完全性の調節」および「密着結合の完全性を調節する」という用語は、完全性および/または機能の維持もしくは改善、または密着結合の完全性および/または機能の減少の緩徐化を指す。また、これは、例えば、浸透性を向上させること、すなわち、望ましくない増加を低減することを指す。密着結合の完全性調節は、ヘミチャネル遮断剤を用いて達成され、また密着結合の完全性および/または機能の、病理学的、異常な、またはそれ以外に好ましくない、もしくは望ましくない低下によって全体的または部分的に特徴付けられる、疾患、障害および状態の治療に有用である。密着結合の完全性の調節に有用な化合物は、「密着結合調節物質」と称されてもよい。本発明の化合物は、密着結合の完全性を調節するための治療方法で使用されてもよく、例えば、密着結合の完全性が調節されて、密着結合の完全性が改善、均等化および/または平滑化され、これには密着結合の完全性の病的、異常であるか、またはそれ以外に好ましくない、もしくは望ましくない下降によって特徴付けられる、疾患、障害、または状態の全部または一部の治療方法での使用が含まれる。
本明細書で使用される場合、「IV型コラーゲンの調節」および「IV型コラーゲンの調節」という用語は、IV型コラーゲン産生の増加を低減または緩徐化することを指す。また、IV型コラーゲン産生を改善すること、すなわち、望ましくない増加を低減することを指す。IV型コラーゲン産生の調節は、ヘミチャネル遮断剤を用いて達成され、IV型コラーゲン産生の病理学的、異常、またはそれ以外の好ましくないもしくは望ましくない増加によって全体的または部分的に特徴付けられる、疾患、障害および状態の治療に有用である。IV型コラーゲン産生の調節に有用な化合物は、「IV型コラーゲン調節物質」と称されてもよい。本発明の化合物は、IV型コラーゲン産生を調節するための治療方法で使用されてもよく、ここで、IV型コラーゲン産生が調節(例えば、IV型コラーゲン産生が減少、遅延、均等化および/または平滑化される)され、これには、病的、異常、またはその他の好ましくないもしくは望ましくないIV型コラーゲン産生の増加によって全体的または部分的に特徴付けられる疾患、障害、または状態の治療方法が含まれる。
インフラマソームは、カスパーゼ1、PYCARD、NALP、および随意にカスパーゼ5(カスパーゼ11またはICH-3としても知られる)を含む多タンパク質複合体である。インフラマソームの正確な組成は、インフラマソームの集合を開始する活性化因子に依存する。インフラマソームは、炎症性サイトカインインターロイキン1β(IL-1β)およびインターロイキン18(IL-18)の成熟を促進する。本発明によるヘミチャネル遮断剤は、インフラマソーム活性およびインフラマソーム経路活性化を調節または制御することができる。ヘミチャネル遮断剤の標的インフラマソームには、NLRP3インフラマソームが含まれる。
「ペプチド」、「ペプチド模倣体」および「模倣体」という用語は、それらが模倣するタンパク質領域の実質的に同じ構造的および機能的特徴を有しうる合成または遺伝子操作された化合物を含む。コネキシンヘミチャネルの場合、これらは、例えば、ヘミチャネルコネキシンの細胞外ループを模倣しうる。
本明細書で使用される場合、「類似体」または「ペプチド類似体」という用語は、鋳型ペプチドに類似した特性を持つ化合物を指し、非ペプチド薬剤でもよい。「ペプチド模倣体」(「模倣ペプチド)としても知られる)とは、ペプチドベースの化合物を含むが、ペプチド類似体などの非ペプチドベースの化合物も含む。治療的に有用なペプチドに構造的に類似したペプチド模倣体が、同等のまたは増強された治療的または予防的な効果を生じるために、使用されることがある。ペプチドおよびペプチド模倣体は、一部の態様では、修飾でもよく、非修飾でもよい。一般に、ペプチド模倣体は、模範ポリペプチド(すなわち、生物学的または薬理学的な機能または活性を有するポリペプチド)に構造的に同一であるかまたは類似しているが、また、例えば-CH2NH-、-CH2S-、-CH2-CH2-、-CH=CH-(cisおよびtrans)、-COCH2-、-CH(OH)CH2-、および-CH2SO-からなる群から選択される連結によって任意選択的に置換される、1つまたは複数のペプチド連結も有することができる。この模倣体は、全体が天然のアミノ酸、合成化合物、もしくはアミノ酸の非天然類似体のいずれかで構成されてもよく、または、部分的に天然のペプチドアミノ酸と部分的にアミノ酸の非天然類似体とのキメラ分子である。この模倣体はまた、任意の量の天然アミノ酸の保存された置換を、そのような置換が模倣的な活性を実質的に変えない限りにおいて含むことができる。コネキシンヘミチャネルの場合、これらは、例えば、コネクソン-コネクソンドッキングおよび細胞-細胞チャネル形成に関与するヘミチャネル細胞外ループを模倣することができる。ペプチド模倣体は、本明細書に記載されるもの、ならびに当該技術分野で既知でありうるものも包含するが、それらは、現在既知であるか、または後に開発されるものであるかは問わない。ペプチドおよびペプチド模倣体ヘミチャネル遮断剤は、安定性を増加させ、生物学的利用能を改善し、および/または細胞膜浸透性を増加させるように修飾されてもよい。
特許は、BRB完全性および機能、RPE完全性および機能、密着結合の完全性および機能、ならびにIV型コラーゲン産生を調節するための新しい方法が記載している。BRB完全性、RPE完全性、密着結合の完全性、およびIV型コラーゲン産生は、異常、調節不全、または障害であり、本発明の方法によって、いくつかの疾患、障害、または状態において改善されてもよく、その一部は、BRB浸透性、RPE浸透性、密着結合破壊、および/またはIV型コラーゲン産生の望ましくないまたは病理学的レベルによって特徴付けられる。
ヘミチャネル遮断剤を含むヘミチャネルの開通の遮断剤には、低分子ペプチドおよび小分子遮断剤が含まれる。
本発明は、とりわけ、RPEの調節、BRB調節、密着結合の調節および/またはIV型コラーゲン調節が有益でありうる疾患、障害または状態の治療のために、ヘミチャネル遮断剤(ペプタゴンなど)、および/またはその類似体、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および/または前述の任意の化合物の類似体またはプロドラッグの投与による、BRB完全性、RPE完全性、密着結合の完全性、IV型コラーゲン産生の調節のための方法である。
一部の実施形態では、本発明は、Cx43ヘミチャネルを直接的かつ直ちに遮断し、RPE完全性、BRB完全性、密着結合の完全性、および/またはIV型コラーゲン産生の調節の濃度および時間依存的な調節を引き起こすために、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および/または前述の化合物のいずれかの類似体またはプロドラッグの使用を特徴とする。
コネキシン
各種の実施形態では、調節されるヘミチャネルは、任意のコネキシンヘミチャネルである。ある特定の実施形態では、調節されるヘミチャネルは、ヘミチャネル、コネキシン26(Cx26)ヘミチャネル、コネキシン30(Cx30)ヘミチャネル、コネキシン32(Cx32)ヘミチャネル、コネキシン36(Cx36)ヘミチャネル、コネキシン37(Cx37)ヘミチャネル、コネキシン40(Cx40)ヘミチャネル、コネキシン40.1(Cx40.1)、コネキシン43(Cx43)ヘミチャネル、コネキシン45(Cx45)ヘミチャネル、コネキシン46(Cx46)ヘミチャネル、コネキシン47(Cx47)ヘミチャネル(Cx40)である。一つの実施形態では、調節されるヘミチャネルは、Cx26、Cx30、Cx32、Cx36、Cx37、Cx40、Cx43、Cx45および/またはCx47タンパク質のうちの一つ以上を含む。一つの特定の実施形態では、調節されるヘミチャネルおよび/またはヘミチャネルは、Cx37および/またはCx40および/またはCx43ヘミチャネルである。一つの特定の実施形態では、調節されるヘミチャネルおよび/またはヘミチャネルは、Cx30および/またはCx43および/またはCx45ヘミチャネルである。一部の実施形態では、調節されるヘミチャネルは、前述のコネキシンタンパク質のいずれかを含んでもよく、または除外してもよい。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、Cx43ヘミチャネル、Cx40ヘミチャネル、および/またはCx45ヘミチャネルの遮断剤である。一定の望ましい実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン43遮断剤である。本明細書に特徴付けられる使用のいずれかに対する本発明の医薬組成物はまた、Cx26、Cx30、Cx31.1、Cx36、Cx37、Cx40、Cx45、Cx50、またはCx57ヘミチャネル、または任意の他のコネキシンヘミチャネル(相同ヘミチャネルおよび異種ヘミチャネルを含む)を阻害または遮断しうるヘミチャネル遮断剤を含んでもよい。一部の実施形態では、調節されるヘミチャネルは、前述のコネキシンヘミチャネルのいずれかを含んでもよく、または除外してもよく、またはヘテロマーヘミチャネルでもよい。
本発明の任意の投与、併用投与、組成物、キット、または治療方法で使用されるヘミチャネル遮断剤は、一つの実施形態では、Cx43ヘミチャネル遮断剤である。他の実施形態としては、Cx45ヘミチャネル遮断剤、Cx30ヘミチャネル遮断剤、Cx37ヘミチャネル遮断剤、Cx40ヘミチャネル遮断剤、およびCx26、Cx31.1、Cx36、Cx50、および/またはCx57ヘミチャネルの遮断剤、または上述または本明細書に記述される任意の他のコネキシンを含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるヘミチャネルの遮断剤が挙げられる。一部の実施形態は、前述のコネキシンもしくはヘミチャネル、または本特許に記載されるその他のもののいずれかを含んでもよく、または除外してもよい。
ヘミチャネル遮断剤
小分子ヘミチャネル遮断剤
ヘミチャネル遮断剤の例としては、小分子ヘミチャネル遮断剤(例えば、Xiflam(トナベルサト))が挙げられる。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、例えば、式Iに記載されるヘミチャネル遮断剤など、Xiflam以外の小分子である。様々な好ましい実施形態は、本明細書に記載されるまたは参照される疾患、障害、および状態を治療するために、ヘミチャネルの開通を遮断または改善するか、またはそれ以外の方法で拮抗または阻害する小分子の使用を含む。各種の実施形態では、ヘミチャネルの開通を遮断または改善もしくは阻害する小分子は、Xiflamのプロドラッグまたはその類似体である。
一部の実施形態では、本発明は、例えば、Xiflamなどの式Iの化合物、および/または前述の化合物のいずれかの類似体もしくはプロドラッグを含む小分子ヘミチャネル遮断剤の使用を特徴とし、例えば、Cx43ヘミチャネルを遮断し、RPEの完全性および機能、BRBの完全性および機能、密着結合の完全性および機能ならびにIV型コラーゲン産生の機能および/または調節 の集中および時間依存的な調節を引き起こす。
一例として、ヘミチャネル遮断剤Xiflamは、N-[(3S,4S)-6-アセチル-3-ヒドロキシ-2,2-ジメチル-3,4-ジヒドロクロミン-4-イル]-3-クロロ-4-フルオロベンズアミド、または(3S-シス)-N-(6-アセチル-3,4-ジヒドロ-3-ヒドロキシ-2,2-(ジメチル-d6)-2H-1-ベンゾピラン-4-イル)-3-クロロ-4-フルオロベンズアミドといったIUPAC名で知られている。
一つの実施形態では、Xiflamおよび/またはその類似体もしくはプロドラッグは、式Iを有する化合物の群から選択される。
式中、
Yは、C-R1であり、
R1はアセチルであり、
R2は水素であり、C3-8シクロアルキル、C1-6アルキルは、任意選択的に酸素によって中断されるか、またはヒドロキシによって置換され、C1-6アルコキシまたは置換アミノカルボニル、C1-6アルキルカルボニル、C1-6アルコキシカルボニル、C1-6アルキルカルボニルオキシ、C1-6アルコキシ、ニトロ、シアノ、ハロ、トリフルオロメチル、またはCF3Sであるか;または基CF3-A-、式中、Aは-CF2-、-CO-、-CH2-、CH(OH)、SO2、SO、CH2-O-、またはCONHであるか;または基CF2H-A’- 式中、A’は酸素であり、硫黄、SO、SO2、CF2またはCFH;トリフルオロメトキシ、C1-6アルキルスルフィニル、ペルフルオロ、C2-6アルキルスルホニル、C1-6アルキルスルホニル、C1-6アルコキシスルフィニル、C1-6アルコキシスルホニル、アリール、ヘテロアリール、アリールカルボニル、ヘテロアリールカルボニル、ホスホノ、アリールカルボニルオキシ、ヘテロアリールカルボニルオキシ、アリールスルフィニル、ヘテロアリールスルフィニル、アリールスルホニル、またはヘテロアリールスルホニルであって、任意の芳香族部分が任意で置換されていて、C1-6アルキルカルボニルアミノ、C1-6アルコキシカルボニルアミノ、C1-6アルキル-チオカルボニル、C1-6アルコキシ-チオカルボニル、C1-6アルキル-チオカルボニルオキシ、1-メルカプトC2-7アルキル、ホルミル、またはアミノスルフィニル、アミノスルホニルまたはアミノカルボニル、任意のアミノ部分が、1つまたは2つのC1-6アルキル基によって任意で置換され、またはC1-6アルキルスルフィニルアミノ、C1-6アルキルスルホニルアミノ、C1-6アルコキシスルフィニルアミノまたはC1-6アルコキシスルフォニルアミノ、またはC1-6アルキルカルボニルで末端置換されたエチルエニル基と、を含み、ニトロまたはシアノ、または-C(C1-6 アルキル)NOHまたは-C(C1-6アルキル)NNH2であるか、または1個もしくは2個のC1-6アルキルまたはC2-7アルカノイルにより任意で置換されるアミノと、R3およびR4のうちの一つは水素またはC1-4アルキルであり、他方はC1-4アルキルであり、CF3またはCH2×aはフルオロであり、クロロ、ブロモ、ヨード、C1-4アルコキシ、ヒドロキシ、C1-4アルキルカルボニルオキシ、-S-C1-4アルキル、ニトロ、アミノは、1個または2個のC1-4アルキル基で任意で置換され、シアノまたはC1~4アルコキシカルボニルであるか;またはR3およびR4は共に、C1-4アルキルで任意選択的に置換されるC2-5ポリメチレンであり、
R5は、C1-6アルキルカルボニルオキシ、ベンゾイルオキシ、ONO2、ベンジルオキシ、フェニルオキシ、またはC1-6アルコキシであり、R6およびR9は水素であるか、R5はヒドロキシであり、R6は水素またはC1-2アルキルであり、R9は水素であり、
R7はヘテロアリールまたはフェニルであり、そのどちらも、C1-4アルキル、シアノ、アジド、C1-4アルコキシ、トリフルオロメトキシ、およびトリフルオロメチルによって1回または2回随意的に置換されるクロロ、フルオロ、ブロモ、ヨード、ニトロ、アミノから選択される基または原子で独立して1回以上、独立して随意的に置換され、
R8は、水素、C1-6アルキル、OR11またはNHCOR10であり、式中、R11は、水素、C1-6アルキル、ホルミル、C1-6アルカノイル、アロイルまたはアリール-C1-6アルキル、R10は、水素、C1-6アルキル、C1-6アルコキシ、モノまたはジC1-6アルキルアミノ、アミノ、アミノ-C1-6アルキル、ヒドロキシ-C1-6アルキル、ハロ-C1-6アルキル、C1-6アシルオキシ-C1-6アルキル、C1-6アルコキシカルボニル-C1-6-アルキル、アリールまたはヘテロアリールであり;R8-N-CO-R7基はR5基に対してcisであり;Xは酸素またはNR12で、式中R12は水素またはC1-6アルキルである。
上述のMarkush群のいずれかについて、その群は、その群について列挙された種のいずれかを含んだり、または除外したりすることができる。本発明の方法で使用するためのヘミチャネル遮断剤は、これらの化合物のいずれかが含まれてもよく、または除外されてもよい。
別の実施形態では、式Iの類似体は、化合物carabersat、(N-[(3R,4S)-6-アセチル-3-ヒドロキシ-2,2-ジメチル-3,4-ジヒドロクロミン-4-イル]-4-フルオロベンズアミド)またはトランス-(+)-6-アセチル-4-(S)-(4-フルオロベンゾイルアミノ)-3,4-ジヒドロ-2,2-ジメチル-2H-1-ベンゾ[b]ピラン-3R-オール,ヘミ水和物である。
特定の実施形態では、Xiflamおよび/またはその類似体は、遊離塩基または薬学的に許容可能な塩の形態である。その他の実施形態では、一つ以上の多形、一つ以上の異性体、および/または一つ以上のXiflamの溶媒和物および/またはその類似体が使用されてもよい。
別の実施形態では、ヘミチャネル調節化合物は、式IIを有する化合物の群から選択される。
式中、
Qは、Oまたは式=NHOR43のオキシムであり、式中、R43は、
(i)H、C1-4フルオロアルキル、または随意的に置換されたC1-4アルキルから選択されるか、または
(ii)-A300-R300であり、式中、
A300は、直接結合、-C(O)O*-、-C(R3)(R4)O*-、-C(O)O-C(R3)(R4)O*-、または-C(R3)(R4)OC(O)O*-であり、式中、*印のある原子はR300に直接接続され、
R3およびR4は、H、フルオロ、C1-4アルキル、またはC1-4フルオロアルキルから独立して選択され、または
R3およびR4は、それらが結合される原子と共にシクロプロピル基を形成し、
R300は、群[1]、[2]、[2A]、[3]、[4]、[5]または[6]から選択され、
R2は、HまたはB-R21であり、
Aは、直接結合、-C(O)O*-、-C(R3)(R4)O*-、-C(O)O-C(R3)(R4)O*-、または-C(R3)(R4)OC(O)O*-であり、式中、*印のある原子は、R1に直接的に結合し、R3およびR4は、H、フルオロ、またはC1-4フルオロアルキルから独立的に選択されるか、またはR3およびR4は、付加されている原子と共にシクロプロピル基を形成する。
R1は、群[1]、[2]、[2A]、[3]、[4]、[5]および[6]から選択され、ここで**印のある原子は、Aに直接的に結合し、
R5およびR6はそれぞれ独立的に、H、C1-4アルキル、C1-4フルオロアルキル、および
ベンジルから選択され、
R7は独立的に、H、C1-4アルキル、およびC1-4フルオロアルキルから選択され、
R8は、以下から選択される:
(i)H、C1-4アルキル、またはC1-4フルオロアルキル、
(ii)天然もしくは非天然のアルファアミノ酸の側鎖、または本明細書に記載されるペプチド、および
(iii)ビオチン、またはビオチンに化学的に結合したもの、
R9は、H、-N(R11)(R12)、-N+(R11)(R12)(R13)X‐、および-N(R11)C(O)R14から選択され、
式中、R11、R12、およびR13は独立的に、H、C1-4アルキル、およびC1-4
フルオロアルキルから選択され、
R14は、H、C1-4アルキル、またはC1-4フルオロアルキルであり、
R15は、C1-4アルキルおよびC1-4フルオロアルキルから選択され、
X-は、薬学的に許容可能なアニオンであり、
式中、
Bは、直接結合、-C(O)O*-、-C(R23)(R24)O*、C(O)O C(R23)(R24)*、または
C(R23)(R24)OC(O)O*であり、式中、*印のある原子は、R21に直接接続され、
R23およびR24は、独立的に、H、フルオロ、C1-4アルキル、およびC1-4フルオロアルキルから選択され、
R21は、群[21]、[22]、[22A]、[23]、[24]、[25]および[26]から選択され、式中、**印がある原子は、Bに直接的に接続される。
本発明の方法で使用するヘミチャネル遮断剤は、例えば、式I、式IIの任意の「ギャップ」化合物を含んでもよく、または除外されてもよい。
ペプチドおよびペプチド模倣体ヘミチャネル遮断剤
その他の実施形態では、本発明は、コネキシンヘミチャネルを遮断する、ペプチドヘミチャネル遮断剤、例えば、ペプタゴンなど、ペプチド模倣体化合物の使用を特徴とし、RPE完全性、BRB完全性、密着結合の完全性、および/またはIV型コラーゲン産生の調節の集中および時間依存的な減少をもたらす。ヘミチャネル遮断剤は、E1(Gap26ペプチド)の保存されたQPGモチーフおよびSHVRモチーフ、ならびにE2(Gap27ペプチド)のSRPTEKモチーフが関与する細胞外ループE1およびE2内や、細胞質ループ(Gap19ペプチド)内の特定の配列に対応するペプチドを含みうる。本発明の方法で使用するヘミチャネル遮断剤は、任意の「ギャップ」化合物を含むか、または除外しうる。最も強力なペプチド模倣体は、ペプタゴン(VDCFLSRPTEKT)(配列番号1)である。好ましいペプチド模倣体化合物は、SRPTEKT、7量体モチーフを含む。
一部の実施形態では、ペプチドおよび/またはペプチド模倣体ヘミチャネル遮断剤(例えば、ペプタゴン)は、コネキシン細胞外ドメイン、膜貫通領域、およびコネキシンカルボキシ末端ペプチドを含む。コネキシンヘミチャネル遮断ペプチドまたはペプチド模倣体は、修飾されてもよく、または改変されなくてもよい。コネキシンヘミチャネル遮断ペプチドまたはペプチド模倣体は、化学的に、合成的に、またはその他の方法で製造される。一部の実施形態では、コネキシンヘミチャネル遮断ペプチドまたはペプチド模倣体は、Cx43ペプチドまたはペプチド模倣体である。一部の態様では、治療的に有効な修飾または非修飾ペプチドまたはペプチド模倣体は、Cx43細胞外ループ2の一部分およびCx45細胞外ループ2の一部分を含むコネキシン細胞外ループ2の一部分であるコネキシン(例えば、Cx43またはCx45など)のコネキシン細胞外ドメインまたは膜貫通ドメインの一部分を含む。一部の態様では、ペプチドまたはペプチド模倣体は、コネキシンCx26、Cx30、Cx31.1、Cx36、Cx37、Cx40、Cx50、Cx57、または本明細書に記述された別のコネキシンの細胞外ドメインまたは膜貫通ドメインの一部を含む。Cx43細胞外ループ2の一部分に対応するペプチド模倣体が、現在のところ好ましい。
ペプタゴンは、用量依存的に動作することができるヘミチャネル遮断剤であり、より低い用量でギャップ結合のヘミチャネルの開通を遮断し、より高い用量で細胞間のギャップ結合を分離する。例えば、O’Carroll et al., 2008を参照。低用量を持続的に適用すると、ギャップ結合カップリングの漸進的な喪失もあり、これはヘミチャネルドッキングとのペプチド干渉であると考えられる(通常の代謝回転中に既存のギャップ結合の漸進的な除去と並行したもの)。ペプタゴンは、数多くのインビトロ、エキソビボ、およびインビボ(動物)の研究において効果的であることが証明されている(例えば、Davidson et al, 2012; Danesh-Meyer et al, 2012; O’Carroll et al, 2013を参照)。
一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、Cx43ヘミチャネル遮断剤は、ペプチドを含みうる。ヘミチャネル遮断剤ペプチド配列は、例えば、以下の配列、SRPTEKT「Mod3」(配列番号2)、「ペプチド1」ADCFLSRPTEKT(配列番号3)、「ペプチド2」VACFLSRPTEKT(配列番号4)、「ペプチド11」VDCFLSRPTAKT (配列番号5)、「ペプチド12」VDCFLSRPTEAT (配列番号6)、「ペプチド5」VDCFLSRPTEKT(配列番号1)、「Mod1」CFLSRPTEKT(配列番号7)、「Mod2」LSRPTEKT(配列番号8)のうちの一つ以上を含むことができ、本質的にそれらからなることができ、またはそれらからなりうる。一部の実施形態では、カルボキシ末端を修飾することができる。一部の態様では、カルボキシ末端修飾は、随意に水素または他の部分にさらに連結されうるn-アルキル鎖を含みうる。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤ペプチドは、上記に列挙されたまたは本明細書に開示されるペプチドのいずれかを含んでもよく、または除外してもよい。
一態様では、本発明は、単独で、またはキット、パッケージ、もしくは他の製造品内での、本明細書に記述された疾患、障害、または状態を治療するための方法における医薬組成物の使用、ならびに例えば、RPE完全性の低下もしくは障害、BRB完全性、密着結合の完全性、および/またはIV型コラーゲンの産生の増加もしくは障害によって特徴付けられるものに関する。本明細書の方法は、特に本明細書に記述されるように、RPE完全性、BRB完全性、密着結合の完全性、および/またはIV型コラーゲン産生の調節に十分な量で、ヘミチャネル遮断剤を有する対象者の治療を提供する。一部の好ましい態様では、ヘミチャネル遮断剤はコネキシン43ヘミチャネル遮断剤である。他の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン36ヘミチャネル遮断剤である。さらに他の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン37ヘミチャネル遮断剤である。他の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン45ヘミチャネル遮断剤である。上述のように、他のコネキシンヘミチャネルの遮断剤は本発明の範囲内である。
一部の実施形態では、「プロ部分」(promoiety)は、活性薬剤内の官能基をマスクし、それによって活性薬剤をプロドラッグに変換する保護基として作用する種を指す。典型的には、促進性は、インビボで酵素的または非酵素的手段によって切断される結合を介して薬物に付加され、それによってプロドラッグをその活性形態に変換する。一部の実施形態では、プロ部分はまた、活性薬剤であってもよい。一部の実施形態では、プロ部分、ヘミチャネル遮断剤に結合されてもよい。一部の実施形態では、プロ部分は、例えば、ペプチド、ペプチド模倣体、または小分子ヘミチャネル遮断剤のいずれかに結合されてもよい。一部の実施形態では、促進性は、式Iの化合物に結合されてもよい。一部の実施形態では、プロドラッグは、別のヘミチャネル化合物、例えば、Green et al., 米国特許出願公開第20160177298号、Savory, et al., 米国特許出願公開第20160318891号、またはSavory, et al., 米国特許出願公開第20160318892号に記載がある。
一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤としては、例えば、抗体または抗体断片、ナノボディ、ペプチドまたはペプチド模倣体、組換え融合タンパク質、アプタマー、小分子、またはコネキシンヘミチャネルに結合する単鎖可変領域フラグメント(scFv)、および本明細書中で注目される他のものが挙げられる。現在のところ好ましい一つの実施形態では、コネキシンヘミチャネルはCx43ヘミチャネルである。
その他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン43ペプチドまたはペプチド模倣体であり、時にはヘミチャネル遮断ペプチドまたはペプチド模倣体とも呼ばれ、コネキシン細胞外ドメイン、膜貫通領域、およびコネキシンカルボキシ末端ペプチドを含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなる、修飾または非修飾のCxペプチドまたはペプチド模倣体を含む。一部の態様では、治療的に有効な修飾または非修飾ペプチドまたはペプチド模倣体は、コネキシン43またはコネキシン45の細胞外ドメインまたは膜貫通ドメインの一部分を含む。コネキシン43のタンパク質配列を以下に示す。
表1は、コネキシン43およびコネキシン45の細胞外ループを示す。一部の実施形態では、治療的に有効な修飾または非修飾ペプチドまたはペプチド模倣体は、コネキシン43またはコネキシン45、好ましくはコネキシン43などのコネキシン(細胞外ループ2)のE2細胞外ドメインの一部分を含む。一部の実施形態では、治療的に有効な修飾または非修飾ペプチドまたはペプチド模倣体は、コネキシン43またはコネキシン45、好ましくはコネキシン43などのコネキシンのC末端ドメインの一部分を含む。ペプチドまたはペプチド模倣体遮断剤が、コネキシンの細胞内ドメインの一部分を含む場合、ペプチドは、一部の実施形態では、細胞内部移行トランスポーターに共役されてもよく、一部の実例では、コネキシン43に結合する閉塞帯(ZO-1)を遮断してもよい。
種々のコネキシンアイソタイプのE2ドメインの配列は、表2に太字で示すペプチド配列番号14およびペプチド配列番号15に相同なアミノ酸とともに示されている。ペプチド配列番号15の最後の4つのアミノ酸は、第四の膜ドメインの一部であることが注目される。
表2は、本明細書に記載のペプチドヘミチャネル遮断剤を調製するために使用されうるコネキシンファミリーメンバーのための細胞外ドメインを提供する。表2に提供されるペプチドおよびその断片は、特定の非限定的な実施形態では、ペプチドヘミチャネル遮断剤として使用される。他の非限定的な実施形態では、この表中のペプチドの約8~約15、または約11~約13個の隣接アミノ酸を含む、本質的にからなる、または約15個からなる、または約11~約13個からなるヘミチャネル遮断ペプチドは、本発明のペプチドヘミチャネル遮断剤である。その他の実施形態では、保存的アミノ酸の変化がペプチドまたはその断片に対して行われる。
他のペプチドヘミチャネル遮断剤は、コネキシン43の細胞質ループ(アミノ酸119~144)L2ペプチドおよびコネキシン43のL2ペプチドのサブパーツ由来である。一部の実施形態では、これらのペプチドは、例えば、Gap19の9つのアミノ酸配列、KQIEIKKFK(配列番号19)、天然Gap19配列、DGVNVEMHLKQIEIKKFKYGIEEHGK(配列番号20)、Gap19のHis144→Glu L2誘導体(Shibayamaの報告による(Shibayama, J. et al., Biophys. J. 91, 405404063, 2006))、DGVNVEMHLKQIEIKKFKYGIEEQGK(配列番号21)、TAT-Gap19配列、YGRKKRRQRRRKQIEIKKFK(配列番号22)、SH3結合ドメイン、CSSPTAPLSPMSPPGYK(配列番号23)、またはそのサブパートPTAPLSPMSPP(配列番号24)、CT9ペプチドもしくはCT10ペプチドのC末端配列(細胞浸透を増大させるためのTATリーダー配列の有無を問わない)、RPRDDEI(配列番号25)、SRPRDDLEI(配列番号26)、YGRKKRRQRRRSRPRDDEI(配列番号27)、またはYGRKKRRQRRRRPRDDEI(配列番号28)を含んでもよく、除外してもよい。本明細書に開示される方法、キット、または製造品における使用のために組成物中に含めうるか、または除外されうる他のペプチド模倣体配列には、Dheinの報告によるもの(Dhein, S., Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharm., 350: 174-184, 1994)、AAP10ペプチド、H2N-Gly-Ala-Gly-4Hyp-Pro Tyr-CONH2(配列番号29)、およびZP123ペプチド(ロチガペプチド)、Ac-D-Tyr-Pro-D-4Hyp-Gly-D-Ala-Gly-NH2(配列番号310)、(Dhein, S., et al. Cell Commun. Adhes. 10, 371-378, 2013)がある。ロチガペプチドは、天然L型ペプチドに対する有効性を高めるためのD型ペプチドを含む。
本開示の特定の実施形態で含有または除外されうるコネキシン43(Cx43)またはCx26、Cx30、Cx30.3、Cx31、Cx31.1、Cx32、Cx36、Cx37、Cx40.1、Cx43、Cx46、Cx46.6、またはCx40ペプチド遮断剤の例を、下記の表3に示す(E2およびT2は、例えば、第二の細胞外ドメインまたは第二の膜貫通ドメイン内でのペプチドの位置を示す)。
一部の実施形態では、コネキシン43遮断剤は、例えば、配列番号2(SRPTEKT)を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるペプチドまたはペプチド模倣体を含んでもよい。ペプチドまたはペプチド模倣体はまた、例えば、配列番号1(VDCFLSRPTEKT)を含んでもよい。ペプチドは、一つ以上の修飾アミノ酸、アミノ酸類似体を含有してもよく、またはそれ以外の方法で生物学的利用能を向上させるか、または細胞膜にわたる浸透性を高めるために修飾されてもよい。例えば、配列番号1は、配列番号20~25および27を取得するために修飾されてもよい。一部の態様では、例えば、配列番号2(SRPTEKT)または配列番号2(VDCFLSRPTEKT)を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるペプチドまたはペプチド模倣体は、7~40アミノ酸またはアミノ酸類似体を含み、C末端ペプチドを含まない。一部の実施形態では、ペプチドはまた、プロ部分として使用されてもよい。
一部の態様では、コネキシン45遮断剤は、コネキシン-コネキシン相互作用を拮抗または阻害するか、あるいは遮断する、コネキシン45タンパク質の部分を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるペプチドまたはペプチド模倣体であってもよい。コネキシン45ペプチドおよびペプチド模倣体遮断剤の例示的なペプチド配列を表4に示す。
一部の実施形態では、コネキシン45遮断剤は、例えば、コネキシン45のE2またはC末端ドメインの一部分を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなる、例えば、配列番号150(SRPTEKT)を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるペプチドまたはペプチド模倣体を含んでもよい。ペプチドまたはペプチド模倣体はまた、例えば、配列番号149(DCFISRPTEKT)を含んでもよい。一部の実施形態では、ペプチドは、SRL、PCH、LCP、CHP、IYY、SKF、QPC、VCY、APL、HVRを含む、3アミノ酸長のみ、またはそれ以上の長さであってもよい。
一部の態様では、コネキシン40ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン40タンパク質の部分を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるペプチドまたはペプチド模倣体であってもよい。一部の実施形態では、コネキシン43遮断剤は、例えば、配列番号2(SRPTEKT)、配列番号1(VDCFLSRPTEKT)、またはN末端の二つのドデシル基にリンカーを介して共役された配列番号1を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるものでもよい。ペプチドは、一つ以上の修飾アミノ酸、アミノ酸類似体を含有してもよく、またはそれ以外の方法で、例えば、細胞内部移行トランスポーターに共役または結合されて修飾されてもよい。
別の非限定的であるが好ましい実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、Cx43、Cx45、またはCx26、Cx37、もしくはCx40などのコネキシンの膜貫通領域の一部分に対応するアミノ酸配列を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるペプチドを含む。特に非限定的な実施形態では、抗コネキシン化合物は、コネキシン(例えば、コネキシン43または45)タンパク質配列の約3~約30個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチド、コネキシンタンパク質配列の約5~約20個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチド、コネキシンタンパク質配列の約8~約15個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチド、またはコネキシンタンパク質配列の約11個、12個または13個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドである。他の非限定的な実施形態は、コネキシンタンパク質配列の少なくとも約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、20、25、または30個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドである抗コネキシン化合物を含む。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、前述のいずれかを含んでもよく、または除外してもよい。
他の抗コネキシン化合物では、模倣体ペプチドは、コネキシン43タンパク質配列の37~76位および178~208位のアミノ酸に対応するコネキシン43の細胞外ドメインに基づく。したがって、本明細書に記載される特定のペプチドは、コネキシン43タンパク質配列の位置37~76および178~208の領域に対応するアミノ酸配列を有する。ペプチドは、コネキシン43タンパク質配列のそれらの部分と同一のアミノ酸配列を有する必要はなく、保存的アミノ酸の変化は、ペプチドが本明細書に記載され、また当技術分野で公知のアッセイにおいて結合活性または機能的活性を保持するように行われてもよい。その他の実施形態では、模倣体ペプチドは、細胞外ドメイン以外のコネキシンタンパク質内のペプチド標的領域(例えば、37~76位および178~208位に相当しないコネキシン43タンパク質配列の部分)に基づく。
非限定的であるが好ましい実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン45の膜貫通領域の一部分またはコネキシン45のC末端領域に対応するアミノ酸配列を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるペプチドを含む、本質的にそれからなる、またはそれからなる。特に非限定的な実施形態では、例えば、抗コネキシン化合物は、既知のコネキシン45配列の約3~約30個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドであり、既知のコネキシン45配列の約5~約20個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドと、既知のコネキシン45配列の約8~約15個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドと、または既知のコネキシン45配列の約11個、12、13個の隣接アミノ酸を有するペプチドを含む。他の非限定的な実施形態は、既知のコネキシン45配列の少なくとも約3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、20個、25個、または30個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドである抗コネキシン化合物を含む。本明細書に提供される特定の抗コネキシン化合物では、模倣体ペプチドは、既知のコネキシン45配列の46~75位および199~228位のアミノ酸に対応するコネキシン45の細胞外ドメインに基づく。したがって、本明細書に記載される特定のペプチドは、既知のコネキシン45配列の位置46~75および199~228の領域に対応するアミノ酸配列を有する。ペプチドは、既知のコネキシン45配列のそれらの部分と同一のアミノ酸配列を有する必要はない。保存的アミノ酸の変化は、ペプチドが、本明細書に記載されるアッセイや、それ以外に当該技術分野で公知であるアッセイにおいて、結合活性または機能的活性を保持するように行われてもよい。その他の実施形態では、模倣体ペプチドは、細胞外ドメイン以外のコネキシンタンパク質内のペプチド標的領域(例えば、46~75位および199~228位に相当しない既知のコネキシン45配列の一部)に基づく。様々なコネキシン配列を開示したWO2006/134494を参照によりその全体を組み込む。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、前述のいずれかを含んでもよく、または除外してもよい。
その他のコネキシンヘミチャネル遮断剤
ヘミチャネル遮断剤、例えば、ペプチド、ペプチド模倣体、抗体、抗体断片などを含むコネキシン36、37、43または45の遮断剤も、適切なヘミチャネル遮断剤である。例示的なヘミチャネル遮断剤としては、ポリペプチド(例えば、抗体、その結合断片、および合成構築物)、および他のギャップ結合遮断剤、およびギャップ結合タンパク質リン酸化剤が挙げられるが、これらに限定されない。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、Cx26、Cx30、Cx31.1、Cx36、Cx37、Cx40、Cx43、Cx50、Cx57の遮断剤である。ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン36、37、43または45遮断剤には、例えば、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体断片(例えば、Fab、F(ab’)2およびFv断片を含む);単鎖抗体;単鎖Fvs;ならびに例えば、結合ドメイン、ヒンジ、CH2ドメインおよびCH3ドメイン、組換え抗体、および特定の抗体または他の結合分子と接触する抗原決定基(すなわち、概してエピトープと呼ばれる分子の部分)を結合する能力のある抗体断片を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるものなどの単鎖結合分子が含まれる。抗体、抗体断片などを含むこれらの結合タンパク質は、キメラまたはヒト化であってもよく、またはそれ以外の方法でそれらが投与される対象者において免疫原性がより少なくなるように作製されてもよく、また合成されてもよく、組換え的に産生されてもよく、または発現ライブラリ内で産生されてもよい。本明細書に参照されるもの、および/または当技術分野でより詳細に記載するものなど、当技術分野で公知のまたは後に発見される任意の結合分子が想定される。例えば、結合タンパク質は、抗体などだけでなく、リガンド、受容体、ペプチド模倣体、または標的(例えば、コネキシン、ヘミチャネル、または関連分子)に結合する他の結合断片もしくは分子(例えば、ファージディスプレイによって産生される)も含む。
結合分子は、概して、結合特異性、および所望の親和性を含むがこれに限定されない、所望の特異性を有する。親和性は、例えば、約104M-1以上、約106M-1以上、約107M-1以上、約108M-1以上のKaであってもよい。約108M-1よりもさらに大きな親和性が好適であり、例えば、約109M-1、約1010M-1、約1011M-1、および約1012M-1と等しいか、またはそれを超える親和性が好適である。本発明による結合タンパク質の親和性は、従来の技術、例えば、Scatchard et al., (1949) Ann. N.Y. Acad. Sci. 51: 660に記載のあるものを用いて簡単に決定されうる。
ギャップ結合の閉鎖に使用される例示的化合物(例えば、コネキシン43チロシンおよび/またはセリン残基のホスホル化)は、米国特許第7,153,822号および米国特許第7,250,397号に報告されている。例示的なペプチドおよびペプチド模倣体は、Green et al., WO2006134494に報告されている。WO2006069181およびWO2003032964も参照。ギャップ結合の閉鎖に使用される他の薬剤の例としては、抗コネキシン剤、例えば、抗コネキシンポリヌクレオチド(例えば、コネキシン阻害剤、例えばアルファ-1コネキシンオリゴデオキシヌクレオチドなど)、抗コネキシンペプチド(例えば、抗体および抗体結合断片)およびペプチド模倣体(例えば、アルファ-1抗コネキシンペプチドまたはペプチド模倣体、ギャップ結合の閉鎖または遮断用化合物、ヘミチャネル化合物の閉鎖または遮断用の化合物、およびコネキシンカルボキシ末端ポリペプチド(例えば、ZO-1もしくはZO-1結合部位に結合することが報告されているポリペプチド)が挙げられる。
本発明で有用な他のヘミチャネル遮断剤には、コネキシンヘミチャネルを遮断するが、コネキシンギャップ結合機能を維持する化合物も含まれるか、またはこれと組み合わせることができる。例えば、直鎖ペプチドRRNYRRNY、環状ペプチドCyRP-71、およびペプチド模倣体分子ZP2519は、Cx43カルボキシ末端ドメインを標的とし、低pH条件下でCx43ベースのギャップ結合閉鎖を防止することが示された(Verma V, et al. Design and characterization of the first peptidomimetic molecule that prevents acidification-induced closure of cardiac gap junctions. Heart Rhythm 7:1491-1498 (2010)、Verma V, et al. Novel pharmacophores of connexin43 based on the ”RXP” series of Cx43-binding peptides. Circ. Res. 105:176-184 (2009))。これらの物質は、ギャップ結合の閉鎖を防止するための潜在的な並進運動値である。さらに、これらの分子は、潜在的なヘミチャネル遮断剤であり、それゆえ、ギャップ結合の閉鎖を防止し、ヘミチャネルの開通を阻害することに向けられた両面の作用を有しうる。
抗コネキシン剤は、コネキシン43(配列番号19)などのコネキシンタンパク質隣接アミノ酸の約5~20個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチド、コネキシン43の約8~15個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチド、またはコネキシン43の約11~13個の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドを含む。他の抗コネキシン剤は、少なくとも約5個、少なくとも約6個、少なくとも約7個、少なくとも約8個、少なくとも約9個、少なくとも約10個、少なくとも約11個、少なくとも約12個、少なくとも約13個、少なくとも約14個、少なくとも約15個、少なくとも約20個、少なくとも約25個、または少なくとも約30個の、コネキシン43の隣接アミノ酸を含むアミノ酸配列を有するペプチドを含む。他の抗コネキシン43遮断剤は、例えば、SRPTEKTまたはVDCFLSRPTEKTを含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなるペプチドまたはペプチド模倣体などのコネキシン43の細胞外ドメインを含む。他の抗コネキシン43遮断剤は、コネキシン43のC末端領域を含み、WO2006/069181、またはその改正版を参照のこと。
ペプチド化学修飾
一定の実施形態では、本発明のコネキシン43遮断剤ペプチドは、アミノ末端またはカルボキシ末端で細胞内在化トランスポーターに連結することができる。本発明のコネキシン43遮断剤ペプチドに連結された細胞内在化トランスポーターは、当技術分野に公知のもしくは新たに発見された任意の内部移行配列、またはその保存されたバリアントでもよい。細胞内在化トランスポーターおよび配列の非限定的な例としては、アンテナペディア配列、TAT、HIV-Tat、ペネトラチン、Antp-3A(Antp変異体)、ブフォリンII、トランスポータン、MAP(モデル両親媒性ペプチド)、K-FGF、Ku70、プリオン、pVEC、Pep-1、SynB1、Pep-7、HN-1、BGSC(ビス-グアニジウム-スペルミジン-コレステロール、およびBGTC(ビスグアニジウム-トレン-コレステロール)が挙げられる。
例示的な細胞内在化ペプチドの配列を下記の表5に示す。
本願発明の一つの実施形態では、コネキシン43遮断剤ペプチドのアミノ酸配列は、本明細書に一覧にされている任意のペプチドの配列番号、またはそれらの保存されたバリアントからなる群から選択することができる。本願発明のさらなる実施形態では、コネキシン43遮断剤ペプチドは、配列番号30~90のアミノ酸配列を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなりうる。本願発明の別の実施形態では、コネキシン43遮断剤ペプチドは、細胞内在化トランスポーターをさらに含む。さらなる実施形態では、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤ペプチドは、アミノ末端で細胞内在化トランスポーターに連結することができる。
本明細書で特定のタンパク質に言及される場合、誘導体、バリアント、および断片が企図される。タンパク質誘導体およびバリアントは、当業者によく理解されており、アミノ酸配列修飾に関与しうる。例えば、アミノ酸配列修飾は、挿入バリアント、置換バリアント、または欠失バリアントの3つのクラスのうちの一つ以上に当てはまりうる。挿入には、アミノ末端および/またはカルボキシル末端の融合、ならびに単一または複数のアミノ酸残基の配列内挿入が含まれる。挿入は、アミノ末端またはカルボキシル末端融合物よりも小さな挿入であってもよく、例えば、1~4個程度の残基であってもよい。欠失は、タンパク質配列から一つ以上のアミノ酸残基を除去することで特徴付けられる。置換、欠失、挿入、またはそれらの任意の組み合わせを組み合わせて、最終構築物に至ってもよい。置換バリアントは、少なくとも一つの残基が除去され、その場所に異なる残基が挿入されたバリアントである。こうした置換は、保存的置換と称される。一つのアミノ酸残基を、生物学的および/または化学的に類似した別のアミノ酸残基と置換することは、保存的置換として当業者に公知である。保存的置換は、一つの疎水性残基を別のものに、または一つの極性残基を別のものに置き換えることができる。明示的に開示された各配列の保存的に置換されたバリエーションが、本明細書に提供されるペプチド内に含まれる。保存的置換は、典型的には、結果として生じるポリペプチドの生物活性には、ほとんどまたは全く影響を与えない。保存的置換は、ペプチドの生物学的機能に実質的に影響しないペプチドにおけるアミノ酸置換でありうる。ペプチドは、一つ以上のアミノ酸置換、2~10個の保存的置換、2~5個の保存的置換、または4~9個の保存的置換を含みうる。
化学構造修飾
特定の実施形態では、ヘミチャネル遮断ペプチドまたはペプチド模倣体の化学構造は、活性または半減期を増加させるために合成的に修飾されうる。例えば、ペプチドまたはペプチド模倣体は、一部の実施形態では、リンカー部分を介してペプチドを疎水性化合物に共役することによって修飾されうる。疎水性化合物は、例えば、C6-C14アルキル基でありうる一つ以上のn-アルキル基であってもよい。一部の実施形態では、ペプチドは、Chen, YS et al., J.Pharm. Sci., 102: 2322-2331 (2013)に記載があるように、N末端で、一つまたは二つのドデシル(C12)基に共役されてもよく、参照により本明細書に組み込む。一つの実施形態では、ペプチド配列CFLSRPTEKTまたはVD CFLSRPTEKTは、二つのドデシル基に共役されて、コネキシン43、「C12-C12-Cxn43 MP」を調節することができる修飾ペプチドを作製することができる。(配列番号171)。結果として生じる構造を以下に示す。
構造: C12-C12-Cxn43 MPの構造(配列番号171)。R1およびR2は、水素基またはアルキル基としうる。一部の態様では、R1 = R2 = n-ドデシル鎖である。
化学送達修飾
本発明に有用なヘミチャネル遮断剤はまた、微粒子(マイクロスフェア、Mps)またはナノ粒子(ナノスフェア、Nps)製剤、またはその両方に製剤化されてもよい。粒子状薬物送達システムには、ナノ粒子(1~1,000nm)および微粒子(1~1,000μm)が含まれ、これらはさらにナノスフェアおよびミクロスフェアおよびナノカプセルならびにナノカプセルおよびマイクロカプセルとして分類される。ナノカプセルおよびマイクロカプセルでは、薬剤粒子または液滴が高分子膜に閉じ込められる。粒子系は、注射による送達という利点を有し、そのサイズおよびポリマー組成物は、インビボでその生物学的挙動に著しく影響を与える。マイクロスフェアは、ナノスフェアよりもはるかに長い期間、硝子体内に留まり得るため、微粒子は、注射後にリザーバーのように作用する。ナノ粒子は急速に拡散し、組織および細胞内に内部移行される。
ヘミチャネル遮断剤活性の評価 ヘミチャネル遮断剤の活性または有効性を評価するために、様々な方法が使用されうる。本発明の一態様では、対象者におけるヘミチャネル遮断剤治療の効果は、本明細書に記載されるように、一例として、RPE完全性、BRB完全性、密着結合の完全性、および/またはIV型コラーゲン産生の調節のアッセイを例として使用して評価またはモニターされる。
ヘミチャネル遮断剤の活性は、特定の生物学的アッセイを使用して評価されてもよい。既知または候補のヘミチャネル遮断剤の分子運動に対する効果は、以下の実施例に記載される方法、またはコネキシンヘミチャネルを介した化合物の通過を決定するための、当技術分野に公知または同等の他の方法を使用して、特定、評価、またはスクリーニングすることができる。検出マーカーで標識された分子の転写などの染料転写実験、ならびにヘミチャネルの機能状態を研究するために広く使用されている小さな蛍光浸透性トレーサーの膜貫通通路を含む、様々な方法が当技術分野で公知である。例えば、Schlaper, KA, et al. Currently Used Methods for Identification and Characterization of Hemichannels. Cell Communication and Adhesion 15:207-218 (2008)を参照。インビボ方法が使用されてもよい。例えば、Danesh-Meyer, HV, et al. Connexin43 mimetic peptide reduces vascular leak and retinal ganglion cell death following retinal ischaemia. Brain, 135:506-520 (2012); Davidson, JO, et al. (2012)の方法を参照。コネキシンヘミチャネル遮断は、胎児虚血のモデルにおいて転帰を改善する。Annals of Neurology 71:121-132 (2012)。
ヘミチャネルを遮断する化合物の能力の特定または評価における使用のための一つの方法は、(a)検定試料と検定システムを結合させることであって、前記検定試料が、一つ以上の検定化合物を含み、また前記検定システムがヘミチャネル遮断を評価するためのシステムを含み、前記システムが、例えば、染料もしくは標識化された代謝物の、例えば、前記システムへの高グルコース、低酸素症または虚血の導入、炎症の媒介物、またはヘミチャネルの開通を誘導する他の化合物または事象(細胞外Ca2+の低下など)に応答しての移動の増大を示すことで特徴付けられる、ことと、(b)増大の存在または量を、例えば、前記システム中の前記染料または他の標識化された代謝物内で決定することと、を含む。陽性および/または陰性対照も使用されうる。随意に、所定量のヘミチャネル遮断剤(例えば、ペプタゴンまたはXiflam)を検定システムに追加してもよい。
好ましくは、例えば、ペプタゴンおよびXiflamなどのヘミチャネル遮断剤は、約1~5nM未満程度、好ましくは約10nM未満程度、より好ましくは約50pM未満程度でのインビトロアッセイで活性を示す。インビボアッセイでは、これらの化合物は、好ましくは、約10~100マイクロモル(μM)未満の濃度で、より好ましくは、約50μM未満の濃度で、ヘミチャネル遮断を示す。他のヘミチャネル遮断剤は、これらの範囲内であってもよく、また約200pM未満の範囲内であってもよい。
一つの実施形態では、一つ以上のヘミチャネル遮断剤を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなる組成物が投与される。ヘミチャネル遮断剤は、QD、BID、TID、QID、または毎週の用量、例えば、QIW、BIW、QWで投与されてもよい。それらはまた、PRN(すなわち、必要に応じて)、およびHS(ホラソムニ、すなわち、睡眠前)で投与されてもよい。
剤形および製剤および投与
別段の明示的な記載がない限り、用量に関する全ての記載は、本発明のヘミチャネル遮断剤に適用される。
ヘミチャネル遮断剤は、本明細書に記載されるように用量決定、投与、または製剤化することができる。
ヘミチャネル遮断剤は、治療を必要とする対象者に投与することができる。したがって、本発明によれば、コネキシンヘミチャネル、例えばコネキシン43ヘミチャネルまたはコネキシン45ヘミチャネルを調節して、その開通確率を一過性かつ部位特異的な様式で減少させることができる製剤が提供されている。
ヘミチャネル遮断剤は、実質的に単離された形態で製剤中に存在してもよい。生成物は、その生成物の意図されている目的に干渉することのない担体または希釈剤と混合されることがあり、それでもなお実質的に単離されているとみなされることが理解される。本発明の生成物はまた、実質的に精製された形態であってもよく、その場合、一般に、調製物の約80%、85%、または90%、例えば、少なくとも約88%、少なくとも約90%、95%、または98%、または少なくとも約99%のペプチド模倣体もしくは小分子ヘミチャネル遮断剤、例えば、または乾燥量を含む。
対象者へのヘミチャネル遮断剤の投与は、対象者の体内の標的部位に薬剤を送達することができる任意の手段によって行われてもよい。一例として、ヘミチャネル遮断剤は、経口、局所的、全身的(例えば、静脈内、動脈内、腹腔内、経皮、鼻腔内、または坐剤による)、非経口(例えば、筋肉内、皮下、または静脈内もしくは動脈内注射)、移植による、および浸透圧ポンプ、経皮パッチなどの装置を通した注入による、以下の経路のうちの一つによって投与されうる。投与経路の例は、Binghe, W. and B. Wang (2005). Drug delivery: principles and applications, Binghe Wang, Teruna Siahaan, Richard Soltero, Hoboken, N.J. Wiley-Interscience, c2005にも記載がある。一つの実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は全身的に投与される。別の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は経口投与される。別の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、例えば、当該の器官、癌もしくは腫瘍に局所的にまたは直接的に投与される。
一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、インプラントとして、またはインプラントと併せて提供されてもよい。一部の態様では、持続的送達のために提供されうる。一部の実施形態では、マイクロニードル、針、イオン電気泳動装置またはインプラントが、ヘミチャネル遮断剤の投与に使用されうる。インプラントは、例えば、S. Pflugfelder et al., ACS Nano, 9 (2), pp 1749-1758 (2015)に記載されるような溶解可能なディスク材料であってもよい。一部の態様では、本発明のヘミチャネル遮断剤、例えばコネキシン43ヘミチャネル遮断剤は、脳室内、および/または髄腔内、および/または硬膜外、および/または硬膜下、および/または硬膜外経路を介して投与されうる。
ヘミチャネル遮断剤は、1回、または複数回、または定期的に投与されてもよい。また、PRN(必要に応じて)で投与されてもよく、または所定のスケジュールで、もしくはその両方で投与されてもよい。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、毎日、毎週、毎月、隔月、または四半期ごとに、またはこれらの期間の任意の組み合わせで投与される。例えば、治療は、ある期間のあいだ毎日投与されて、その後、毎週および/または毎月などで投与されてもよい。遮断剤を投与する他の方法が本明細書に記載されている。一態様では、ヘミチャネル遮断剤は、1日目から5日目、10日目、30日目、45日目、60日目、75日目、90日目、または100日目~180日目の間に、患者を治療するために十分な量で患者に投与される。
例えば、ペプタゴンなどのヘミチャネル遮断剤、および/またはその類似体もしくはプロドラッグ、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、ならびに前述の任意の化合物の類似体もしくはプロドラッグ、または式IIの化合物は、単独で、または一つ以上の追加的な成分と組み合わせて投与されてもよく、一つ以上の薬学的に許容可能な賦形剤、希釈剤、および/または担体を含む医薬組成物に製剤化されてもよい。
「薬学的に許容可能な希釈剤、担体、および/または賦形剤」は、医薬組成物を調製するのに有用な物質を含むことが意図されており、例えば、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、ならびに前述の任意の化合物の類似体、または式IIの化合物と同時投与されてもよく、その意図された機能を実行することが可能であり、概して安全で、非毒性であり、生物学的にも、その他のかたちでも望ましくなくはない。薬学的に許容可能な希釈剤、担体、および/または賦形剤には、獣医学用途ならびにヒト医薬品用途に好適なものが含まれる。好適な担体および/または賦形剤は、当業者によって、例えば、シフラムなどの式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および前述の任意の化合物の類似体の性質に関して容易に理解される。ところが、一例として、希釈剤、担体および/または賦形剤は、溶液、溶媒、分散媒体、遅延剤、ポリマーおよび脂質剤、乳濁液およびこれに類するものを含む。さらなる例として、好適な液体担体は、特に注射溶液用に、水、生理食塩水、デキストロース水溶液などを含み、等張性溶液は、静脈内、脊髄内、および大槽内投与に好適であり、リポソームなどの媒体は、薬剤の投与に特に好適である。
組成物は、錠剤、丸剤、カプセル剤、半固体、粉末剤、徐放性製剤、溶液、懸濁液、エリキシル剤、エアロゾル、注射用液体、ゲル、クリーム、経皮送達装置(例えば、経皮パッチ)、器官インサート(例えば、眼)などのインサート、または任意の他の適切な組成物を含む、任意の標準的な既知の剤形の形態を取り得る。本発明が関連する当業者であれば、治療される状態の性質、および任意の過度の実験なしに使用される活性剤を考慮すると、最も適切な剤形を容易に理解することになる。当然のことながら、ペプタゴンなどのヘミチャネル遮断剤、および/またはその類似体、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および前述の任意の化合物の類似体、および/または式IIの化合物のうちの一つ以上は、単一の組成物に製剤化されうる。特定の実施形態では、好ましい剤形は、注射可能な溶液および経口製剤を含む。
本発明に有用な組成物は、剤形および投与様式に関して、例えば、ペプタゴンなどの任意の適切なレベルのヘミチャネル遮断剤、および/またはその類似体、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および前述の任意の化合物の類似体、および/または式IIの化合物を含有してもよい。ところが、一例として、本発明における使用組成物は、投与方法に応じて、重量で約0.1%~約99%、好ましくは約1%~約60%のヘミチャネル遮断剤を含有してもよい。
標準的な希釈剤、担体および/または賦形剤に加えて、本発明による組成物は、一つ以上の追加的な成分で、あるいは、ヘミチャネル遮断剤(ペプタゴンなど)、および/またはその類似体、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および前述の任意の化合物の類似体、および/または式IIの化合物の活性または生物学的利用能を高めるような方法や、完全性の保護またはその半減期もしくは保存可能期間の延長を助けるような方法や、対象者への投与時に徐放出を可能にするような方法や、または例えば、望ましいその他の利益を提供するような方法で、製剤化されてもよい。例えば、徐放性ビヒクルには、マクロマー、ポリ(エチレングリコール)、ヒアルロン酸、ポリ(ビニルピロリドン)、またはヒドロゲルが含まれる。さらなる例として、組成物はまた、保存剤、可溶化剤、安定化剤、湿潤剤、乳化剤、甘味剤、着色剤、香味剤、コーティング剤、緩衝剤などを含んでもよい。本発明が関連する当業者であれば、特定の目的のために望ましいかもしれないさらなる添加剤を特定することができる。
ヘミチャネル遮断剤は、徐放性システムによって投与されてもよい。徐放性組成物の適切な例には、成形された物品、例えば、フィルム、またはマイクロカプセルの形態の半浸透性ポリマー基質が含まれる。徐放性基質には、ポリ乳酸(米国特許第3,773,919号、EP 58,481号)、L-グルタミン酸およびガンマ-エチル-L-グルタミン酸塩の共重合体、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)、エチレン酢酸ビニル、またはポリ-D-(-)-3-ヒドロキシ酪酸(EP 133,988号)。徐放性組成物はまた、リポソームに閉じ込められた化合物を含む。ヘミチャネル遮断剤を含有するリポソームは、例えば、 DE 3,218,121、EP 52,322、EP 36,676、EP 88,046、EP 143,949、EP 142,641、日本特許出願第83-118008号、米国特許第4,485,045号および第4,544,545号、ならびにEP 102,324に記載されているものを含めた既知の方法により調製されてもよい。通常、リポソームは、脂質含有量が約30モルパーセントのコレステロールよりも多い、小さな(または約200~800オングストロームの)単層型であり、選択された割合は、最も有効な療法に対して調整される。例えば、PGLAナノ粒子もしくはマイクロ粒子、または原位置イオン活性化ゲル化システムを使用した徐放性送達も使用されうる。
さらに、本発明に従って使用するためのヘミチャネル遮断剤医薬組成物は、特定の例において対象者に治療的またはその他の利益となりうる追加的な活性成分または薬剤と共に製剤化されうることが企図される。本発明が関連する当業者であれば、本明細書の発明の記述および治療される障害の性質を考慮した適切な追加的な活性成分を理解するであろう。
組成物は、例えば、Gennaro AR: Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20th ed., Lippincott, Williams & Wilkins, 2000といった標準的な参考文献にある、標準技術に従い製剤化されてもよい。しかしながら、さらなる例として、US2013/0281524またはUS5948811に提供される情報を使用してもよい。
特定の実施形態では、本発明は、(a)ヘミチャネル遮断剤、および(b)一つ以上の追加的な活性薬剤を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなる、組み合わせ生成物を提供し、ここで、構成要素(a)および(b)は、同時または順次の投与に適合される。
本発明の特定の実施形態では、本発明による組み合わせ生成物は、他の成分がまだ治療を受ける対象者に効果を有する間に、少なくとも一つの成分が投与されるような方法で使用される。
医薬組成物の保存および/または投与に適した任意の容器が、本発明の方法で使用するヘミチャネル遮断剤製品に使用されうる。
ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤は、一部の態様では、投与部位への制御および/または区画化された放出を提供するために製剤化されてもよい。本発明の一部の態様では、製剤は、即効性、または持続性または徐放性の剤形でもよい。一部の態様では、剤形は、即効性剤形と、持続性および/または徐放性の剤形と組み合わせたもの、の両方を含みうる。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤の即効性および持続性および/または徐放性はどちらも、例えば、修飾または非修飾ペプチドもしくはペプチド模倣体、または他のヘミチャネル遮断剤を、即効性の形態で組み合わせることによって取得することができる。本発明の一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、例えば、本開示のコネキシン43遮断剤または他のヘミチャネル遮断剤である。本発明の一部の態様では、剤形は、例えば、生分解性または非生分解性インプラントなどのインプラントでもよい。
本発明の一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤は、例えば、粒子のサイズまたはコーティングを調整することによって、遮断剤の区画化された放出のために製剤化されてもよい。例えば、一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43遮断剤の粒子製剤を、本発明の方法における使用のために投与することができる。粒子を含む薬物送達システムは、一部の態様では、1,000nm未満(、例えば、1~1000nm)の平均直径を有するナノ粒子、および/または1~1,000μmの間の平均直径を有する微粒子を含みうる。ナノ粒子または微粒子は、例えば、ナノスフェアまたはミクロスフェア、またはカプセル化されたナノカプセルおよびマイクロカプセルであってもよく、ここでヘミチャネル遮断剤がポリマーコーティングにカプセル化される。粒子製剤はまた、リポソームを含んでもよい。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、血管中のコネキシン45、Cx26、Cx30、Cx31.1、Cx36、Cx37、Cx40、Cx50、またはCx57ヘミチャネル、または任意の他のコネキシンヘミチャネルの遮断剤を含んでもよく、または除外されてもよい。好ましいコネキシン標的は、Cx36、Cx37、Cx43、およびCx45ヘミチャネルである。特に好ましい標的は、Cx43ヘミチャネルである。
本発明は、様々な障害の治療のためのヘミチャネルの機能を調節する方法を含む。本発明の方法は、ヘミチャネル遮断剤を単独で、または要望に応じて、一つ以上の他の薬剤または療法と組み合わせて投与することを含む。
別の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、式IIの化合物、ペプチドまたはペプチド模倣体ヘミチャネル遮断剤などのヘミチャネル遮断剤は、静脈内、動脈内、または腹腔内投与などによって、最終循環濃度が、約0.001~約150マイクロモル、またはより高く最大で200、300、400、500、600、700、800、900または1000マイクロモルになるように全身的に投与されてもよい。最終循環濃度は、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、100、110、120、130、140、または150マイクロモル、または列挙した二つの数字の間の任意の濃度、または上述のとおりそれ以上の濃度、および記載した範囲内の任意の濃度としうる。本明細書で言及したように、本発明はまた、一つ以上の追加的な活性薬剤もまた対象者に投与される併用療法も含む。当業者は、その薬剤の性質および本明細書で以前に論じた原理を考慮した一つ以上の活性薬剤のための望ましい用量を理解するであろう。活性ヘミチャネル調節物質の好ましい最終循環濃度、またはコネキシンヘミチャネル標的(例えば、tonaberat、式Iのヘミチャネル調節化合物、式IIのヘミチャネル調節化合物、ペプチド模倣体(例えば、Peptide5)など)で、もしくはその周辺でのヘミチャネル調節物質の濃度は、10~250マイクロモル、10~100マイクロモル、10~75マイクロモル、10~50マイクロモル、10~35マイクロモル、10~30マイクロモル、10~25マイクロモルであり、25マイクロモルを含む。
ヘミチャネル遮断剤、および随意に一つ以上の他の活性薬剤の投与は、障害の進行中、または障害もしくは障害の一つ以上の症状の発症の前または後に、任意の時点で発生しうる。一つの実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、症状の継続的な管理を支援するために、長期間定期的に投与される。別の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、障害の発症を防止または遅延させるために、長期間または生涯にわたって定期的に投与される。
一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤を、一つまたは複数の粒子を含む医薬組成物として投与することができる。一部の態様では、医薬組成物は、例えば、即放性製剤または放出制御製剤、例えば、遅延解除性粒子であってもよい。他の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、治療される領域への選択的な送達のために、粒子製剤、一つまたは複数の粒子で製剤化されうる。一部の実施形態では、粒子は、例えば、ナノ粒子、ナノスフェア、ナノカプセル、リポソーム、ポリマーミセル、またはデンドリマーであってもよい。一部の実施形態では、粒子は微粒子であってもよい。ナノ粒子または微粒子は、生分解性ポリマーを含みうる。その他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、インプラント、または基質として調製または投与されるか、または投与部位への区画化された放出を提供するように製剤化される。
一部の実施形態では、製剤化されたヘミチャネル遮断剤は、コネキシン37、コネキシン40、コネキシン43、またはコネキシン45のヘミチャネル遮断剤である。コネキシン37またはコネキシン40またはコネキシン43遮断剤が好ましい。最も好ましいのは、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤である。本明細書で使用される場合、「基質」は、例えば、ポリマー基質、生分解性または非生分解性基質などの基質、およびヘミチャネル遮断剤を送達するためのインプラントまたは適用された構造を作製するのに有用な他の担体を含む。インプラントには、リザーバーインプラントおよび生分解性基質インプラントが含まれる。
一部の実施形態では、例えば、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43およびヘミチャネル遮断剤が、対象者に投与され、マイクロニードル、マイクロニードルアレイ、針、またはインプラントを使用して、治療有効量のコネキシン43ヘミチャネル遮断剤が、ヘミチャネル遮断剤の投与に使用されうる。一部の実施形態では、マイクロニードルは、ヘミチャネル遮断剤を投与するために使用されうる。一部の実施形態では、マイクロニードルの浸透は、組織または器官または器官区画内の所望の深さに制御されてもよい。一部の実施形態では、マイクロニードルはまた、ヘミチャネル遮断剤で、単独または他の薬剤で被覆されてもよい。一部の態様では、マイクロニードルによって投与されるヘミチャネル遮断剤および/または薬剤の容量は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、215、220、225、230、235、240、245、250、255、260、265、270、275、280、295、または300 μl、または任意の二つの列挙された数の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された数の間の任意の容積でもよい。本発明の任意の適切な製剤は、例えば、ナノ粒子もしくは微粒子製剤、またはマイクロニードルにより注射可能な他の製剤を含む、マイクロニードル注射によって投与されうる。
コネキシンヘミチャネル遮断剤の組み合わせの製造品/キット
本発明の別の実施形態では、上述の疾患および障害の治療に有用な材料を含有する、製造品または「キット」が提供される。キットは、コネキシンヘミチャネル遮断剤を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなる容器を含む。キットはさらに、容器上に、または容器に関連付けられたラベルまたは添付文書を含んでもよい。「添付文書」という用語は、こうした治療用製品の使用に関する適応症、使用、用量、投与、禁忌および/または警告に関する情報を含む、治療用製品の市販パッケージに通例含まれる説明書を指すために使用される。適切な容器には、例えば、瓶、バイアル、シリンジ、ブリスターパックなどが含まれる。容器は、ガラスまたはプラスチックなどの様々な材料から形成されてもよい。容器は、その状態を治療するのに有効であり、滅菌アクセスポートを有しうる、ヘミチャネル遮断剤またはその製剤を保持する(例えば、容器は、静脈溶液バッグまたは皮下注射針によって穿刺可能なストッパーを有するバイアルであってもよい)。ラベルまたは添付文書は、組成物が、本明細書に記述または言及される任意の疾患、障害および/または状態である、選択された状態を治療するために使用されることを示す。また、ラベルまたは添付文書は、組成物が他の障害を治療するために使用されうることも示しうる。代替的に、または追加的に、製造品は、注射用静菌水(BWFI)、リン酸緩衝生理食塩水、リンゲル溶液、およびデキストロース溶液などの薬学的に許容可能な緩衝液を含む第二の容器をさらに備えてもよい。それは、他の緩衝剤、希釈剤、フィルター、針、およびシリンジを含む、商業的およびユーザーの観点から望ましい他の材料をさらに含みうる。
キットは、それを必要とする患者へのヘミチャネル遮断剤の投与の用法をさらに含みうる。
製造品は、対象者の治療のためのヘミチャネル遮断剤化合物、組成物、または製剤、および説明書を含む容器を含む、本質的にそれからなる、またはそれからなるものも提供される。例えば、別の態様では、本発明は、治療有効量の一つ以上のコネキシンヘミチャネル遮断ペプチドもしくはペプチド模倣体、および/または小分子を含む他のヘミチャネル遮断剤を含有する容器を、説明書とともに、対象者の治療のための使用を含む、本質的にそれらからなる、またはそれらからなる製造品を含む。
一部の態様では、製造品は、一つ以上のコネキシンヘミチャネル遮断ペプチドもしくはペプチド模倣体、または小分子ヘミチャネル遮断剤などの別のヘミチャネル遮断剤を、単独でまたは組み合わせて含む基質を含んでもよい。
用量、量、および濃度
当然のことながら、投与されたヘミチャネル遮断剤の用量と、投与期間、そして、一般的な投与レジメンは、それが送達される標的部位、治療される対象者の任意の症状の重症度、治療される障害の種類、単位用量のサイズ、選択された投与方法、対象者の年齢、性別および/または全般的健康、ならびに当業者に公知の他の要因、などの変数に応じて、対象者間で異なりうる。
本明細書で参照される疾患、障害、または状態の治療に使用されうる有効用量の例が説明されている。一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤の治療有効量は、約0.001~約1.0マイクログラム/mL、または約0.001~約0.01mg/mL、または約0.1mg/mL~約100mg/mL、またはそれ以上、または列挙した用量の任意の二つの間の任意の範囲、または任意の二つの列挙した数値の間の任意の用量の濃度である。用量は、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100mg/ml、または列挙した用量の任意の二つの間の任意の範囲、または任意の二つの列挙した数値の間の任意の用量としうる。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤の治療有効量は、約0.5~約50mg/mLの範囲の濃度で存在する。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.3~約30mg/mLの範囲の濃度で存在する。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.1または1.0~約10mg/mLの範囲の濃度で存在する。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.1または1.0~約0.3または3.0mg/mLの範囲の濃度で存在する。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約3.0mg/mLの濃度で存在する。
一部の態様では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.001~約100mg/kg、約0.001~約0.01mg/kg、約0.01~約0.1mg/kg、0.1~約1mg/kg、約1~約10mg/kg、または約10~約100mg/kg、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の用量の治療的に有効な用量で投与されうる。一部の態様では、用量は、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100mg/ml、または列挙した用量の任意の二つの間の任意の範囲、または任意の二つの列挙した数値の間の任意の用量としうる。
当然のことながら、投与は、1日1回の用量投与、分割された用量の数の投与、または適切な場合、連続投与を含みうる。例として、単位用量は、所望の総1日用量を達成するために、1日1回以上、例えば、一日に1回、2回、3回、4回、5回、または6回などで投与されてもよい。例として、ヘミチャネル遮断剤の単位用量は、単回の一日用量または何回かの個別の用量で投与されてもよく、または0.1~10mg、10~100mg、100~1000mg、1000~2000mg、または2000mg~5000mg、0.1~約2000mg、約0.1~約1000mg、約1~約500mg、約1~約200mg、約1~約100mg、約1~約50mg、または約1~約25mg、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の用量、といった一日用量を達成するために継続的に投与されてもよい。
さらなる例として、ヘミチャネル遮断剤の単位用量は、一日の総用量が、約1~約1000mg、例えば、約1~約1~約500mg、または500mg~1000mg、1000mg~2000mg、または2000mg~5000mgの範囲(70kgの成人について)、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の用量となるように、1日1回もしくは2回以上(例えば、1回、2回、3回、4回、5回、または6回、典型的には1日1~4回)投与されてもよい。例えば、ヘミチャネル遮断剤(ペプタゴンなど)、および/またはその類似体、式Iの化合物(例えば、Xiflam)、および前述の任意の化合物の類似体は、約0.01~約15mg/kg/日、例えば、約0.1~約6mg/kg/日、例えば、約1~約6mg/kg/日、例えば、6mg/kg/日~100mg/kg/日、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の用量、の用量範囲で対象者に投与されてもよい。一つの実施形態では、Xiflamは、約2mg~約40mgの用量で1日1回経口投与されてもよい。
一つの実施形態では、ヘミチャネル遮断剤の用量は、作用部位で約0.001マイクロモル~0.1マイクロモル、0.1マイクロモル、および最大約200マイクロモルであり、あるいは循環内ではそれらの濃度を作用部位で達成するために、それ以上の濃度である。一例として、用量は、(限定はされないが)最終循環濃度が、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、または500マイクロモル、または任意の二つの列挙された濃度の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された数字の間の任意の濃度でもよい。ヘミチャネルを遮断するが、ギャップ結合を結合解除しないと予想される用量のさらなる例は、O’Carroll et al, 2008に記述されており、参照により本明細書に組み込まれる。一部の実施形態では、例えば0.001~20マイクロモルなどの低用量でXiflamを使用してもよい。低用量は、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20マイクロモルとしうる。
一つの実施形態では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、ペプタゴンおよび/またはその類似体の用量は、作用部位で約0.001マイクロモル、最大約200マイクロモル、または200~2000または5000マイクロモルであり、あるいは循環内では、作用部位でそれらの濃度を達成するためにより高い用量である。一例として、用量は、約1、5、10、20、50、100、200、250、500、1000、2000、3000、4000、または5000マイクロモルの最終循環濃度、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の範囲、または任意の二つの列挙された用量の間の任意の用量でありうる(ただし、これらに限定されない)。ヘミチャネルを遮断するが、ギャップ結合を解除しない有効なペプタゴンの用量は、O’Carroll et al, 2008で考察されている。
一部の実施形態では、例えば、1~20マイクロモル、1~50マイクロモル、20~30、30~40、または40~50マイクロモルなどの低用量でXiflamを使用してもよい。低用量は、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20マイクロモルとしうる。
一部の実施形態では、そのヘミチャネル遮断剤の適切な治療的に有効な用量は、少なくとも約1.0mg/mLのヘミチャネル遮断剤であってもよい。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤の治療的に有効な用量は、約0.001mg/mL~0.01mg/mL、約0.01mg/mL~約0.1mg/mL、または約0.1mg/mL~約100mg/mLであってもよい。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤の適切な治療的に有効な用量は、約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0、14.0、15.0、16.0、17.0、18.0、19.0、20.0、21.0、22.0、23.0、24.0、25.0、26.0、27.0、28.0、29.0、30.0、31.0、32.0、33.0、34.0、35.0、36.0、37.0、38.0、39.0、40.0、41.0、42.0、43.0、44.0、45.0、46.0、47.0、48.0、49.0、50.0、52.5、55.0、57.5、60.0、62.5、65.0、67.5、70.0、72.5、75.0、77.5、80.0、82.5、85.0、87.5、90.0、92.5、95.0、97.5、もしくは約100.0ug/mL、または列挙した用量の任意の二つの間の任意の範囲もしくは部分的範囲、または約0.1から約100ug/mLの範囲内の任意の用量としうる。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤の適切な治療的に有効な用量は、約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0、14.0、15.0、16.0、17.0、18.0、19.0、20.0、21.0、22.0、23.0、24.0、25.0、26.0、27.0、28.0、29.0、30.0、31.0、32.0、33.0、34.0、35.0、36.0、37.0、38.0、39.0、40.0、41.0、42.0、43.0、44.0、45.0、46.0、47.0、48.0、49.0、50.0、52.5、55.0、57.5、60.0、62.5、65.0、67.5、70.0、72.5、75.0、77.5、80.0、82.5、85.0、87.5、90.0、92.5、95.0、97.5、もしくは約100.0mg/mL、または列挙した用量の任意の二つの間の任意の範囲もしくは部分的範囲、または約0.1から約100mg/mLの範囲内の任意の用量としうる。一部の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.5~約50mg/mLの範囲の濃度で存在する。その他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.3~約30mg/mLの範囲の濃度で存在する。その他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.1または1.0~約10mg/mLの範囲の濃度で存在する。その他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約0.1または1.0~約0.3または3.0mg/mLの範囲の濃度で存在する。その他の実施形態では、コネキシン43のヘミチャネル遮断剤、および/またはコネキシン45のヘミチャネル遮断剤などのヘミチャネル遮断剤は、約3.0mg/mLの濃度で存在する。これらの態様のいずれにおいても、ヘミチャネル遮断剤は、コネキシン43またはコネキシン45ヘミチャネル遮断剤であってもよい。ヘミチャネル遮断剤が修飾または非修飾ペプチドまたはペプチド模倣体である場合、用量は、1~10倍、25~50倍、100~200倍、または1000倍減少されうる。
特定の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤が、治療部位で、および/または治療部位に隣接して、最大約0.001マイクロモル(μM)、または0.05μM~約200μM、または最大300μM、または最大1000μM、または最大2000μMまたは最大3200μMまたは最大3200μM以上、例えば、最大約10mM、20mM、または30mMの最終濃度で、およびこれらの用量値の範囲内の任意の用量および用量範囲で、投与されうる。一つの実施形態では、ヘミチャネル遮断剤組成物は、約1000μM超で適用される。好ましくは、ヘミチャネル遮断剤組成物は、約1000μM~約10mMの最終濃度で適用され、より好ましくは、抗コネキシン剤組成物は、約3mM~約10mMの最終濃度で適用され、より好ましくは、ヘミチャネル遮断剤組成物は、約1~3mM~約5~10mMの最終濃度で適用される。ヘミチャネル遮断剤濃度は、0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100マイクロモル、あるいは0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100ミリモル、または列挙した用量の任意の二つの間の任意の範囲、または任意の二つの列挙した数値の間の任意の用量としうる。
さらに、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤が、約1μM~約50μMの最終濃度で製剤中に存在してもよく、代替的に、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤は、例えば、約5μM~約20μMの最終濃度、または約10~約15μMの最終濃度で存在する。ある一定のその他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約10μMの最終濃度で存在する。さらに別の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約1~15μMの最終濃度で存在する。その他の実施形態では、ヘミチャネル遮断剤は、約20μM、30μM、40μM、50μM、60μM、70μM、80μM、90μM、100μM、10~200μM、200~300μM、300~400μM、400~500μM、500~600μM、600~700μM、700~800μM、800~900μM、900~1000または1000~1500μM、または1500μM~2000μM、2000μM~3000μM、3000μM~4000μM、4000μM~5000μM、5000μM~6000μM、6000μM~7000μM、7000μM~8000μM、8000μM~9000μM、9000μM~10,000μM、10,000μM~11,000μM、11,000μM~12,000μM、12,000μM~13,000μM、13,000μM~14,000μM、14,000μM~15,000μM、15,000μM~20,000μM、20,000μM~30,000μM、30,000μM~50,000μMで、もしくはそれ以上、または記載された用量のうち任意の二つの間の任意の範囲もしくは部分範囲で、または約20μM~約50,000μMの範囲内の任意の用量で存在する。
本明細書に記載される各ヘミチャネル遮断剤の、1日当たり約1ナノグラム(ng)/kgと約1mg/kg体重との間のさらに他の投薬レベル。ある実施形態では、各対象化合物の投薬量は、一般に、体重1kg当たり約1ng~約1マイクログラム、体重1kg当たり約1ng~約0.1マイクログラム、体重1kg当たり約1ng~約10ng、体重1kg当たり約10ng~約0.1マイクログラム、体重1kg当たり約0.1マイクログラム~約1マイクログラム、体重1kg当たり約20ng~約100ng、体重1kg当たり約0.001mg~約0.01mg、体重1kg当たり約0.01mg~約0.1mg、または体重1kg当たり約0.1mg~約1mgの範囲となる。ある実施形態では、各対象化合物の投薬量は、一般に、体重1kg当たり約0.001mg~約0.01mg、体重1kg当たり約0.01mg~約0.1mg、体重1kg当たり約0.1mg~約1mgとなる。2種以上のヘミチャネル遮断剤が使用される場合、各ヘミチャネル遮断剤の投薬量は、他方と同じ範囲にある必要はない。例えば、一方のコネキシンヘミチャネル遮断剤の投薬量は、体重1kg当たり約0.01mg~約10mgの間であることがあり、別のコネキシンヘミチャネル遮断剤の投薬量は、体重1kg当たり約0.1mg~約1mg、0.1~約10、0.1~約20、0.1~約30、0.1~約40、または体重1kg当たり約0.1と約50mgとの間であることがある。用量はまた、体重1kg当り、約0.001、0.002、0.003、0.004、0.005、0.006、0.007、0.008、0.009、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100mg、または列挙された用量のいずれか二つの間の任意の範囲または部分範囲、または、体重1kg当り約0.001~約100mg/kgの範囲の任意の用量でもよい。
上述のように、ヘミチャネル遮断剤、例えば、コネキシン37、40、または43のヘミチャネル遮断剤の用量は、単一または分割での使用で投与されてもよい。用量が1回投与されてもよいし、適用が繰り返されてもよい。典型的には、適用は、本明細書に記載される任意の疾患、障害、または状態を予防、緩徐化、または治療するために、必要に応じて、毎週、隔週、または3週間ごと、毎月、または2か月、3か月、4か月、5か月、6か月、7か月、8か月、9か月、10か月、11か月、12か月、13か月、14か月、15か月、16か月、17か月、18か月、19か月、20か月、21か月、22か月、23か月、または24か月ごと、またはそれ以上ごとに繰り返される。用量はまた、12時間~7日おきに、またはそれ以上おきに適用されてもよい。例えば、用量は、12時間、または1、2、3、4、5、6、または7日間隔、またはこれらの時間のうちの任意の2つの時間の間、または12時間~7日の間の任意の時間間隔で適用されうる。コネキシン43ヘミチャネル遮断剤は、例えば、最大4週間、6週間、8週間、10週間、12週間、14週間、16週間、18週間、20週間、22週間、24週間、または26週間投与されうる。いくつかの適応症については、より頻繁な投与が用いられてもよい。
製造および純度
式Iおよび式IIの小分子ヘミチャネル遮断剤を包含する小分子ヘミチャネル遮断剤は、前述のように調製されてもよい。ペプチド模倣体およびペプチド類似体を含む、抗体および結合断片ならびにペプチドおよびポリペプチドを合成する方法は、適切な方法を使用して実施することができる。例えば、Lihu Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1; 95(18): 10836-10841 (Sept 1 1998); Harlow and Lane (1988) “Antibodies: A Laboratory Manuel” Cold Spring Harbor Publications, New York; Harlow and Lane (1999) “Using Antibodies” A Laboratory Manuel, Cold Spring Harbor Publications, New Yorkを参照。
一部の実施形態では、この発明の製剤は、実質的に純粋である。実質的に純粋なとは、製剤が約10%未満、5%未満、または1%未満、および好ましくは約0.1%未満の不純度を含むことを意味する。一部の実施形態では、コネキシン43調節剤の代謝物を含む総不純物は、1~15%以下となる。一部の実施形態では、コネキシン43調節剤の代謝物を含む総不純物は、2~12%以下となる。一部の実施形態では、コネキシン43調節剤の代謝物を含む総不純物は、3~11%以下となる。一部の実施形態では、コネキシン43調節剤の代謝物を含む総不純物は、4~10%以下となる。
これらの実施例に記載される作業は、BRB完全性、RPE完全性、密着結合の完全性、およびZO-1内部移行に対するヘミチャネル遮断剤の肯定的な効果を評価し実証し、IV型コラーゲン産生の減少を示した。
(実施例1) 方法
細胞培養-ヒト成人網膜色素上皮細胞(ARPE-19、、American Type Culture Collection、米国)を、10%のウシ胎児血清(FBS、Invitrogen、米国)および1xの抗生物質および抗真菌剤混合物(AA、100xストック)を補充したDulbecco’s Modified Eagle Medium Nutrient Mixture F-12(DMEM-F12、Thermofisher Scientific Inc., 米国)中で、37°Cで、加湿した5%のCO2インキュベータで培養した。細胞をT75フラスコ中で増殖させ、培地を集密的になるまで週2回回交換した。
HGおよび/またはサイトカインチャレンジ - 継代6~12で、細胞を、免疫組織化学研究用の8ウェルチャンバースライド、TEERおよびFITC-デキストラン研究用の6ウェルプレート、またはラクトースデヒドロゲナーゼ(LDH)およびATP放出アッセイ用の96ウェルプレートで、2.5×105細胞/mLで集密的になるまで播種し、その後、培養培地を24時間にわたって1×AAを含有する無血清DMEM-F12中の処理に変更した。DR様の状態は、前述のように誘発された[23,20,21]。簡潔に述べると、細胞を、32.5mMのHGと炎症誘発性サイトカイン、腫瘍壊死因子アルファ(TNF-α、10ng/mL、Peprotech、米国)およびインターロイキン-1ベータ(IL-1β、10ng/mL、Peprotech、米国)の組み合わせでチャレンジした。
治療の適用 - Peptide5(H-Val-Asp-Cys-Phe-Leu-Ser-Arg-Pro-Thr-Glu-Lys-Thr-OH、China Peptides、中国)を、HGおよび炎症誘発性サイトカインの組み合わせと同時に25μMの濃度で細胞に投与した[20]。細胞外ATPの効果を評価する実験については、損傷およびPeptide5処置と同時に、外因性ATP(100nM)を細胞に加えた。
経上皮電気抵抗(TEER)の測定 - 細胞を、成長培地中のTranswell(登録商標)6ウェルプレート(Corning Incorporated、米国)中のポリエステル膜上に2.5×105細胞/mLで播種し、72時間インキュベートした。次いで、培地を、処置を含む無血清プレーティング培地に変更した。TEER測定値は、EVOM2(World Precision Instruments、米国)をSTX3電極を用いて使用した処置後、0、24、48、および72時間で獲得された。正味TEER値は、細胞を含有するチャンバーから取得された実験値から、細胞を含まないTranswellインサートの抵抗を差し引くことによって計算した。正味のTEERにインサートの面積を掛けて、TEERをΩ.cm2単位で獲得した。TEERデータが、基底状態と比較して報告された。試料サイズはウェル当たり3回の測定値であり、別個の実験で3回繰り返された。
FITC-デキストラン傍細胞浸透性の測定 - ARPE-19細胞間の密着接合部の完全性を、細胞の単層にわたる70,000Daフルオレセインイソチオシネート(FITC)-デキストラン(D1820、Thermofisher Scientific Inc.、米国)の移動を測定することによって調べた。72時間でのTEER測定後、インサート内の1000μLの使用済み培地を、1000μLのFITC-デキストラン(10 μg/ml)で置換し、1時間インキュベートした。インサートを除去し、試料を96ウェルプレートに移し、分光測光法(励起490nmおよび放射520nm)による定量を行った。FITC-デキストラン浸透性を、細胞も処置も含まないブランクウェルに対するパーセンテージとして表した。試料サイズはウェル当たり3回の測定値であり、別個の実験で3回繰り返された。
ATP放出アッセイ-細胞培地に放出されたATPを、ATPLite Luminescence ATP Detection Kit(PerkinElmer、米国)を使用して、前述のように測定した[20]。ATP放出は、基底状態の割合として提示された。試料サイズは群当たり6ウェルであり、別個の実験で3回繰り返された。
乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)アッセイ - 細胞を、96ウェルプレート中で2.5×105細胞/mLで集密的になるまで播種し、その後、培養培地を72時間にわたって1×AAを含有する無血清DMEM-F12中での処置に変更した。処置を含む培地中で72時間インキュベーションした後、50μLの培地を各ウェルから採取して、LDH放出を測定した。試料サイズは群当たり6ウェルであり、別個の実験で3回繰り返された。LDHアッセイキットを製造業者の説明書(Sigma-Aldrich、米国)に従い使用して、放出されたLDHの量を評価した。簡潔に述べると、LDHはNADをNAD+に減少させ、その後、テトラゾリウム染料を可溶性および有色のホルマザンに変換する。Synergy 2マルチモードプレートリーダー(BioTek Instruments Inc., 米国)を使用して、490nm(OD490)での媒体中のホルマザン染料の吸光度を測定した。LDH放出(%)を、基底状態に対して計算した。
免疫組織化学 - 免疫組織化学実験のために、8ウェルチャンバースライドで2.5×105細胞/mLで細胞を播種した。処置培地中で72時間インキュベーションした後、細胞を4%パラホルムアルデヒドで10分間固定し、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中0.1%のトリトンX-100で10分間透過化処理した。次いで細胞を、ウサギ抗ZO-1(1:400、Invitrogen、米国)、ウサギ抗connexin43(1:2000、Sigma-Aldrich、米国)、またはマウス抗コラーゲンIV(1:1000、Sigma-Aldrich、米国)のいずれかと共に、4°Cで一晩インキュベートし、続いてPBS中で15分間、3回洗浄した。ヤギ抗ウサギAlexa-488(1:500、Invitrogen、米国)またはヤギ抗マウスCy3(1:500、Jackson Immuno Research、米国)二次抗体を適用し、室温で3時間インキュベートした。二次のみの対照では、非特異的な標識は示されなかった。細胞核をDAPI(1:1000、Sigma-Aldrich、USA)で染色し、Citifluor(商標)退色防止試薬を使用してスライドを取り付けた。別個の実験で標識を3回繰り返した。
画像分析およびコラーゲンIV免疫標識の定量化-画像は、Olympus FV1000共焦点レーザー走査型顕微鏡(Olympus、日本)上で撮影された。画像は、Olympus FV-10 ASWビューアおよびImageJソフトウェアのバージョン1.46r(国立衛生研究所、米国)を使用して処理された。ZO-1およびconnexin43の両方の発現が、局在化の変化について定性的に評価された。コラーゲンIV標識を、ウェル当たり4つの画像から定量化し、実験を3回繰り返した。ImageJソフトウェアを使用して、各画像を赤色チャネルのコラーゲンIVでRGBチャネルに分割した。画像は8ビットのバイナリ画像に変換され、背景を低減し、偏りを避けるために、等しい閾値がすべての画像に適用された。次いで、コラーゲンIVで覆われた総面積を、図Jの「測定」特徴を使用して定量した。コラーゲンIVの結果は、未処理(基底)細胞の割合として発現された。
統計解析 - データは、算術平均±S.D.として提示される。群間の統計的比較は、GraphPad Prism 6を使用して、一元配置ANOVAまたは二元配置ANOVAを使用して、Dunnetの多重補正の検定を用いて行った。各データセットに使用される特定の統計方法は、それぞれの図の凡例に提供されている。調整されたp<0.05は、統計的有意差を示すと考えられた。
(実施例2)ヘミチャネル遮断剤を用いた治療が、TEERの減少を防止し、それに対応する傍細胞浸透性の増加から保護した
HGとサイトカインの組み合わせは、基底状態と比較して48時間(p=0.0007)および72時間(p=0.0030)でTEERの減少をもたらした(図1a)。これは、HGおよび炎症性サイトカイン(38.42±1.84%)の添加後72時間で、基底状態(32.77±2.23%)と比較して、FITC-デキストラン浸透性(p=0.0016)の有意な増加を伴っていた(図1b)。Peptide5処理を伴うヘミチャネル遮断は、両方の時点でTEERの減少を低減させ、48時間(p=0.2238)および72時間(p=0.3778)の両方で、Peptide5処置細胞と基底細胞の間に統計的有意差がないようにした。同様に、モデル遮断剤であるPeptide5(33.2±2.87%)を使用してヘミチャネル遮断し、72時間でFITC-デキストラン浸透性の増加から保護する。
(実施例3)ヘミチャネル遮断剤治療がコラーゲンIV上方制御を防止した
ARPE-19細胞は、基底状態下で低レベルのコラーゲンIVを堆積させた(図 4)。HGおよび炎症性サイトカインの添加に伴い、基底細胞(31.25±36.06%)と比較して、コラーゲンIV沈着の増加(618.5±332.3%、p=0.0180)があった。Peptide5によるヘミチャネル遮断剤処置は、コラーゲンIVの上方制御を妨げ、Peptide5処置(40.32±43.16%)と基底細胞(p=0.9976)との間に統計的有意差はなかった。
(実施例4)細胞膜でのConnexin43局在化の喪失に対して保護されるコネキシンヘミチャネル遮断
基底的に、コネキシン43タンパク質を、免疫組織化学的に標識されうるプラーク内の細胞膜に局在させた(図5c)。HGおよび炎症性サイトカインの添加に伴い、細胞膜でのコネキシン43プラーク標識の喪失、およびタンパク質の細胞内局在化の増加があった。Peptide5によるヘミチャネル遮断剤処理では、細胞膜から離れ、細胞質内への、コネキシン43の局在化の再分布から保護された。
(実施例5)HGおよびサイトカイン誘導性ATP放出に対して保護されるPeptide5
HGおよびサイトカイン(196.5±12.15%)は、基底状態と比較してATP放出の増加を誘発した(98.25±21.91%、p=0.0014)(図5a)。Peptide5によるヘミチャネル遮断剤治療(66.67±21.91%)は、HGおよびサイトカイン介在性ATP放出を阻害し(p=0.0003)、基底細胞とPeptide5処置細胞の間に統計的有意差がないようにした。
(実施例6)ATP依存性の方法でHGおよびサイトカイン誘導性細胞損傷から保護されるPeptide5
保護効果がヘミチャネル遮断剤治療に基づくことを確認するために、外因性ATPを、HGおよび炎症性サイトカインならびにPeptide5の存在下で細胞培地に添加した。前述したように、LDH放出が増加し、HGおよびサイトカインの添加により細胞質へのconnexin43の内部移行が増加するが、connexin43は正常なパターンで維持され、Peptide5の存在下ではLDH放出は低いままである。しかしながら、外因的に添加されたATPは、再度増加したLDH放出(図5b)およびconnexin43ギャップ結合局在化の変化(図5c)によって測定されるPeptide5ヘミチャネル遮断剤によって与えられる保護を逆転させた。
考察
TEERおよびFITC-デキストラン浸透性をマーカーとして使用し、損傷後のARPE-19細胞の関門特性を、HGと炎症誘発性サイトカインの組み合わせを用いて、ヘミチャネル遮断剤(この場合はPeptide5ヘミチャネル遮断剤)を用いた処置がある場合と、ない場合について評価した。結果は、connexin43ヘミチャネルの遮断が、TEERのHGおよびサイトカイン介在性の減少およびFITC-デキストラン浸透性の増加を防ぐことができたことを示し、connexin43ヘミチャネルが、例えば、RPEおよびBRBの完全性/機能の調節を介して、例えば、DMEにおいて、RPEの破損およびBRBの破損を効果的に媒介できるという考えを裏付けている。重要なことに、connexin43ヘミチャネルの遮断は、密着結合の完全性を保護し、細胞膜でのZO-1局在化を維持したことも実証された。
細胞外基質成分の分泌の増加も、ストレスを受けたRPE細胞の特徴として報告されている。Trudeauとその同僚は、HGとIL-1βの組合せが、インビトロでRPE細胞によるコラーゲンIV遺伝子とタンパク質の発現を増加させることを発見した。Trudeau K, et al. (2011) Fenofibric acid reduces fibronectin and collagen type IV overexpression in human retinal pigment epithelial cells grown in conditions mimicking the diabetic milieu: functional implications in retinal permeability. Invest Ophthalmol Vis Sci 52 (9):6348-6354. これは、ARPE-19細胞によるコラーゲンIV発現が、HGおよびサイトカインに応答して増加したことを示す、本明細書における結果と一致する。さらに、高めのコラーゲンIV発現が、正常なドナーと比較して、DR診断が確認されたドナーの基底膜で見出されており(Roy S, et al. (1994) Increased expression of basement membrane collagen in human diabetic retinopathy. J Clin Invest 93 (1):438-442)、ヘミチャネル遮断剤処置が、コラーゲンIV上方制御を防止するという本明細書での発見の重要性をさらに実証している。これまでの研究によると、コラーゲンIVの上方制御を低減すると、基底膜の肥厚が防止され、その結果、RPE関門の破壊が防止されることが示されている。同文献。したがって、例えばコネキシン43ヘミチャネル遮断剤を用いて、ヘミチャネルを遮断すると、密着した接合部の保護を介してだけでなく、細胞恒常性の維持を助けることによって、RPE完全性を保護することができる。これはまた、本明細書の発見により、ARPE-19細胞からのLDH放出に関しても裏付けられる。示したLDH放出レベルは、細胞死とは対照的に細胞膜の完全性の喪失を示すが、ヘミチャネル遮断は、LDH放出の増加に対して保護することができたが、これはまた、connexin43ヘミチャネル遮断が細胞膜の完全性を維持するのに役立つという概念を裏付ける。まとめると、ZO-1、コラーゲンIV、およびLDHの結果は、病理学的および非制御のコネキシン43ヘミチャネルの開通によって誘導されるATP依存性インフラマソーム活性化を遮断することにより、密着結合、基底膜、および細胞膜構造の維持をもたらすという考えを裏付ける。
これらの結果に沿って、本明細書において、ギャップ結合connexin43の局在化が、HGとサイトカインの組み合わせによる損傷後に破壊されたという発見がある。それまでは、connexin43タンパク質の発現は、DRのマウスモデルにおいて、およびDR診断が確定したドナーにおいて、網膜において増加すると報告されていた。Mugisho OO, et al. (2017) Immunohistochemical Characterization of Connexin43 Expression in a Mouse Model of Diabetic Retinopathy and in Human Donor Retinas. Int J Mol Sci 18 (12):2567. 本研究は、connexin43ギャップ結合プラークも、細胞膜に再分配されるか、または疾患で内部移行されうるという考えを裏付ける。正常な細胞機能にはギャップ結合を介した細胞-細胞連通が必要であるため、細胞膜でのギャップ結合の喪失は、細胞恒常性の喪失をもたらす病理学的状態を示唆する。Connexin43ヘミチャネル遮断は、細胞膜における正常なギャップ結合connexin43分布、したがって細胞恒常性を維持した。Eugenin EA, et al. (2012) The role of gap junction channels during physiologic and pathologic conditions of the human central nervous system. J Neuroimmune Pharmacol 7 (3):499-518を参照。
これまでの研究でも、細胞外ATPはNLRP3インフラマソーム経路を開始する重要なシグナル伝達分子であることが報告されている。上記の実験では、connexin43ヘミチャネル媒介性RPE関門破壊におけるATPの役割を評価した。結果は、LDH放出が増加し、connexin43ギャップ結合が、コネキシン43ヘミチャネル遮断剤Peptide5も培地中に存在するにもかかわらず、外因的に添加されたATPの存在下で破壊されたことを示した。これらの所見は、RPE関門浸透性におけるconnexin43ヘミチャネルの役割が、ATP放出の介在も伴う場合があることを示す。
結論として、以前の研究は、RPE関門の完全性の喪失は、主に、コネキシン43活性とは独立した、ZO-1(密着結合)関連欠損であることが示唆されてきた。Obert E, et al. (2017) Targeting the tight junction protein, zonula occludens-1, with the connexin43 mimetic peptide, alphaCT1, reduces VEGF-dependent RPE pathophysiology. J Mol Med (Berl) 95 (5):535-552。本研究では、発生するRPEおよびBRB完全性および機能の喪失、ならびに密着結合の完全性および機能の喪失が、例えば、特にコネキシンヘミチャネル、およびコネキシン43ヘミチャネルの病理学的開通によって主に開始されることが示される。Connexin43ヘミチャネルの開通は、ATP放出をもたらし、これがNLRP3インフラマソーム経路を活性化する。ここで、これが、コラーゲンIV発現およびLDH放出によって反映される、関門の完全性および機能ならびに細胞恒常性の喪失に寄与する、細胞膜でのZO-1およびギャップ結合connexin43の局在化の喪失をもたらすことが見出された。これらの結果はさらに、ヘミチャネルを標的化することが、RPEおよびBRB完全性の喪失、ならびに様々な疾患、障害および状態で発生する密着結合の完全性の喪失、およびコラーゲンIV産生の増加から保護しうるという概念を支持するものである。上述のように、好ましいコンンキシンヘミチャネル標的には、Cx43ヘミチャネルだけでなく、網膜にも見られるCx36、Cx37、およびCx45ヘミチャネルも含まれる。***
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採用されている用語および表現は、限定ではなく記載の用語として使用されるのであって、そのような用語および表現の使用に際して、呈示および記載される特長のいかなる等価物またはその一部も除外する意図はないが、様々な修飾は、特許請求の範囲にあるような本発明の範囲内にある可能性があることが認識される。ゆえに、本願発明が、好適な実施形態および任意選択的な特長によって具体的に開示されているのにも関わらず、本明細書に開示される概念の改変およびバリエーションが、当業者によって復元されることがあること;およびそのような改変およびバリエーションは、添付の特許請求の範囲によって規定されるようなこの発明の範囲内にあるものとみなされることを理解されたい。
本発明は、本明細書に幅広く総称的に記載されている。この総称的な開示内にあるさらに狭い種および亜属のグループ分類のそれぞれもまた、本発明の一部を形成する。これは、条件付きの、またはその属から任意の主題を除外する否定的限定を伴う、本発明の総称的な記載を含み、その削除された材料が本明細書に具体的に記載されるか否かに関わるものではない。
他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。さらに、本発明の特長または態様がマーカッシュ群の観点で記載されている場合、それによって本発明がまた、マーカッシュ群の任意の個別のメンバーまたはメンバーのサブグループの観点で記載されていることを、当業者は認識することになる。