KR101244799B1

KR101244799B1 - 신경퇴행성 병을 치료하기 위한 ｎ-피페리딘 유도체의 용도

Info

Publication number: KR101244799B1
Application number: KR1020067020673A
Authority: KR
Inventors: 지안프랜코 메리지
Original assignee: 메데스테아 리서치 ＆ 프로덕션 에스.피.에이.
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2013-03-18
Also published as: EP1727545A1; EP1727545B1; US8461186B2; RU2006134643A; BRPI0507817A; WO2005084677A1; CA2556383A1; CN1946400B; KR20060132746A; CA2556383C; NO20064426L; JP2007525530A; ITTO20040124A1; PL1727545T3; US20070191427A1; AU2005218739A1; RU2377986C2; ES2392846T3; CN1946400A

Abstract

본 발명은 화합물, 약제학적 또는 수의학적 조성물, 및 반응성 자유 라디칼의 과다한 생성과 연관되는 신경퇴행성 병 및 증후군, 예컨대, 파킨슨 질환, 알쯔하이머 질환, 허혈 및 재관류에 기인된 병변, 외상성 뇌 병변, HIV에 기인한 신경병, 다운 증후군, 당뇨성 다발성신경병증, 근육퇴행위축, 다발성 경화증, 헌팅톤 질환, 프리온 질병(prion disease), 만기 운동이상증, 타우오패시(tauopathy), 말이집탈락병증(demyelinating pathologies), 및 그 밖의 치명적인 병, 예컨대, 심장/신장/폐/간/장/ 허혈-재관류, 고혈압, 당뇨병, 암, 쇼크, 약물 및 방사선에 기인한 독성(방사선 치료 또는 방사선 보호), 염증 상태, 죽상경화증, 노화, 고지질혈증, 고콜레스테롤혈증, 간질, 및 류머티스 관절염의 치료 또는 예방을 위한 상기 조성물의 용도에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 사람 및 동물의 병의 예방 및 치료를 위한 약제학적 조성물로서 N-피페리딘으로부터 유도된 항산화 시클릭 (비스)-히드록실아민을 함유하는 조성물에 관한 것이다.

Description

신경퇴행성 병을 치료하기 위한 Ｎ-피페리딘 유도체의 용도{USE OF N-PIPERIDINE DERIVATIVES FOR THE TREATMENT OF NEURODEGENERATIVE PATHOLOGIES}

산소-중심 자유 라디칼(ROS) 및 질소 중심 자유 라디칼(RNS)은 세포 과정의 유도에서 제 2 메신저의 작용과 같은 중요한 생리학적 작용을 수행하는 세포 호흡 및 정상의 대사 동안 규칙적으로 생성되는 것으로 공지되어 있다[문헌: Suzuki H.J. Free Rad. Biol. Med. 22, 269-285, 1977; Clement M.V. & Pervaiz S. Free Rad. Res. 30, 247-2525, 1999].

아주 많은 수의 병리학적 과정 및 점점 증가하는 수의 병리학적 과정이 반응성 라디칼 종, 예컨대, 초과산화물 음이온(O₂ ^ㆍ-), 퍼히드록실 라디칼(HO₂ ^ㆍ-), 히드록실라디칼(OH^ㆍ), 산소 한원소(^1△O₂), 과산화수소(H₂O₂), 산화질소(NO^ㆍ), 이산화질소(NO₂ ^-), 과산화질소, 및 그 밖의 (R^ㆍ) 라디칼(알킬-L^ㆍ, 알콕시-LO^ㆍ, 퍼옥시-LOO^ㆍ 라디칼, 등)의 생성의 증가와 관련이 있다는 것이 또한 공지되어 있다.

과량으로 생성되어 효소적 시스템(초과산화물 디스뮤타제, 글루타티온 퍼옥시다제, 카탈라제, 글루타티온 리덕타제) 및 친수성 및 친지성 비-효소 시스템(유비퀴논, 유비퀴놀, 비타민 E, 비타민 C, 비타민 A, 환원된 글루타티온, 요산, 카로테노이드 등) 둘 모두에 의해서 구성되는 항산화 기구를 포화시키는 라디칼은 세포 치사 및 조직 손상의 원인이 되는 널리 공지된 "산화성 스트레스 상태(oxidative stress state: OSS)"를 생성시키며: 라디칼 공격은 초기의 산화성 손상의 후속된 악화와 함께 OSS 상태에 있는 ROS, RNS 및 R^ㆍ의 추가의 증가를 초래할 수 있다[문헌: Diaz M.D. et al., New Engl. J. Med. 331, 408-416, 1997; Cerutti P.A., The Lancet 344, 862-863, 1994; Giacosa A. & Filiberti R. Eur J. Cancer Prev. 5, 307-312, 1996; Bruce N.A. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 90, 1915-1922, 1993 ; Albens L. et al. J. Neural Transm. (Suppl.) 59, 133-154, 2000 ; Foley M. et al. J. Neurol. (Suppl. 2) 247, II82-94, 2000 ; Huang Z. et al. Can J. Neurol. Sci. (Suppl. 1) 30, S10-18, 2003; He Y. et al. J. Neurochem. 86, 1338-1345, 2003; Gao H.M. et al. Trends Pharmacol. Sci. 24, 395-401, 2003; Sekhon B. et al. Brain Res. 971, 1-8, 2003; Nedelykovic Z.S. et al. Postgrad. Med. J. 79, 195-198, 2003; Arbiser J.L. Nat. Med. 9, 1103-1104, 2003; see also Medline^? and Toxline^?).

또한, 사람 또는 동물 사용으로 제한하거나 억제하는 불가피한 문제를 지니기는 하지만 다양한 치료학적 방법에 의해서 OSS를 유도하는 사건 단계를 완화시키는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 세포에서의 바람직하지 않은 산화환원 반응을 촉진할 수 있는 킬레이트화제가 다중의 세포 성분과의 결합의 결과로 용이하게 해리되거나 그 활성을 상실한다[문헌: Ikeda Y. et al. Neurosurgery 24, 820-824, 1989; White B.C. & Krause G.S. Ann. Emerg. Med. 22, 970-979, 1993].

OSS의 보다 복잡하고 역동적인 상황에서의 효소 포화(≤전환수: turnover number) 및 각각의 디스뮤타제 반응성 종(O₂ ^ㆍ-)과 연관된 제한 인자와는 별개로, 효소 초과산화물 디스뮤타제의 사용은 형태에 따라서 수 분 내지 수 시간의 이용 가능한 반감기와 연관된 안정성 문제(리포좀에 포함되는 경우에도)를 나타내며; 상기 디스뮤타제는 세포막을 통과하지 못하며 뇌혈관 장벽(blood-brain barrier)은 더 적게 통과하고, (재조합 사람 r-h-MnSOD 형태의 사용은 최근 권장되고는 있지만) 면역원성이며[문헌: Mikawa S. et al. J. Neurosurg. 85, 885-891, 1996; Kontos H.A. & Wei E.P. J. Neurosurg. 64, 803-807, 1986; Chan P.H. et al. Ann. Neur 21, 540-547, 1987]; 이러한 디스뮤타제는 폐쇄 뇌외상에서의 글리콜-컨쥬게이티드 초과산화물 디스뮤타제(페코르고테인^?: Pegorgotein^?)의 사용을 위해서 제공된 최근의 무작위 및 다기관 시험이 희망했던 결과를 주지 못했다는 것이 의미있는 것이다[문헌: Young B. et al. JAMA 276, 538-543, 1996].

천연 효소의 사용과 연관된 일부의 제한, 예를 들어, -특히 뇌혈관 장벽과 연관된- 세포 투과성 및 투여의 문제는 저분자량 및, 예를 들어, 초과산화물(SOD 의태체)에 대해서 촉매적-디스뮤타제 활성을 지니는 유기 화합물(예를 들어, M40401^? 또는 M40403^?)의 사용(참조: 미국특허 제5 874 421호, 제5 637 578호 및 제5 696 109호; 국제출원 WO02/28390호 및 WO02/058686호, Samilowski W.E. et al. Nat. Med. 9, 750-755, 2003), 또는 효소의 분리된 활성부분의 사용(미국특허 제6 117 454호)으로 극복된다.

그러나, 이러한 방법은 제한된 효과만을 나타내는데, 그 이유는 이들이 분자 수준에서 천연 효소의 활성을 재생하기 때문이며; 사실, 이들은 또한 단일의 라디칼 종(O₂ ^ㆍ-)상에서 작용하며, 그로 인해서 전체로서 OSS를 유도하는 다른 종, ROS, RNS 및 R^ㆍ)에 관해서는 완전히 불활성이다. 이러한 상황에서, 뇌혈관 막을 통과시킬 필요가 있으며 뇌혈관 막을 어렵게 통과하거나 이를 통과할 수 없는 약제는 용이하게 예상되는 문제만을 나타내면서 CNS내로의 직접 주입에 의해서 투여되거나 방출 조절된 폴리머 임플란트에 의해서 투여되어야 한다(참조예: 미국특허 제4 883 666호).

추가로, 제안되고 있는 분자는 다양한 병인에 만족할 만한 결과를 나타내는 일명 "스핀-트래핑 스케빈저 제제(spin-trapping scavenging agents)", 예컨대, 아줄레닐 니트론, NXY-059 및, 특히, 알파-페닐-3차-부틸 니트론(PBN)이다[문헌: Rachnilewitz D. et al. Gut 35, 1181-1188, 1994; Krishna M.C. et al. J. Biol. Chem. 271, 26018-26025, 1996; Gilgun-Sherki Y. et al. Pharmacol. Rev. 54, 271-284, 2002]. 다시 설명하면, 그러나, 작용은 몇 가지의 라디칼 종으로 한정되는데, 그 이유는 탄소 중심 라디칼(C^ㆍ)상에서의 작용이 비교적 안정한 부가생성물을 유도하지만, 산소 중심 라디칼과의 결합은 완전히 만족스럽지 못하기 때문이며; 예를 들어, 바람직하지 않은 히드록시 라디칼(HO^ㆍ)와 PBN 사이의 부가생성물의 반감기가 단지 40초라는 것을 고려하는 것이 충분하다[문헌: Jansen F.G. et al. Free Rad. Biol. Med. 12, 169-173, 1992].

분해 후에, 이들 비-지속성 니트로옥사이드는 또한 자가-산화 반응을 진행시키거나 개시시킬 수 있는 추가의 라디칼 종을 생성시킨다. 또한, PBN은 질소-중심 라디칼(RNS)과 결합하지 않는다[문헌: Hensley K. et al. Int. Rev. Neurobiol. 40, 299-317, 1997]. 시험관 내에서 보다 더 큰 안정성을 지니며(Trempo. Trempol), 초과산화물 라디칼(O₂ ^ㆍ-) 및 히드록실 라디칼(HO^ㆍ)와 결합할 수 있으며, 자체-재생될 수 있으며(즉, 정상의 항산화제와 같은 자살 작용을 하지 않으며), 펜톤 반응(Fenton's reaction)을 동시에 차단하며, 즉, 라디칼 반응을 종결시킬 수 있는 스핀 트랩(spin trap)이 생산되고 있다[문헌: Samuni et al. Biochemistry 30, 555-561, 1991; Samuni et al. J. Clin. Invest. 87, 1562-1530, 1991; Li H. et al. Free Rad. Biol. Med. 32, 712-719, 2002; Krishna M.C. et al. J. Biol. Chem. 271, 26026-26031, 1996]. 그러나, 생체내에서의 이들 분자의 보호 작용은 이들의 독성 및 3분 미만인 이들의 반감기 둘 모두에 의해서 제한된다[문헌: Laight D. et al. Br. J. Pharmacol. 124, 238-244, 1988].

이러한 어려움을 극복하기 위해서, 이들 스핀-트랩이 사실 이들의 독성을 저하시키고, "재생(recycling)"을 가능하게 하고, 사용된 용량이 낮은 경우에 혈관확장 효과를 억제하는 폴리니트로록실화된 거대 분자(폴리니트록실 사람 혈청 알부민, PNA)와 함께 생체 내에서 사용되며[문헌: Kupposomi P. et al. Biochemistry 35 7051-7057, 1996; Kupposomi P. et al., Magn. Res. Med. 40, 806-811, 1998]; 자연적으로, 이들의 상당한 치수를 고려할 때, 이들 거대 분자는 세포외 공간에서만 작용한다.

자유 라디칼의 과도한 생성과 연관된 질환을 치료하기 위한 N-피페리딘으로부터 유도된 사이클릭 히드록실아민을 포함한 약제학적 조성물이 미국특허 제5 981 548호에 최근 기재되어 있다.

본 발명의 첫 번째 관점은 상기된 미국특허 제5 981 548호에 기재된 N-피페리딘로부터 유도된 시클릭 히드록실아민이 뇌혈관 장벽을 통과할 수 있으며 그로 인해서 신경퇴행 질환의 치료학적 처리 및 예방에 사용될 수 있다는 사실의 인식을 근거로 한다.

본 발명의 범위 내에서, N-피페리딘으로부터 유도되며 하기된 다양한 병인의 치료에서 약제학적 활성을 지니며, 이에 대해서 약제학적 분야에서 현재까지 사용이 제안된 바 없는 추가의 화합물이 동정되고 있다.

이들 추가의 화합물을 참조하면, 본 발명은 이러한 화합물의 예측되지 않은 성질, 예컨대, 다양한 형태의 자유 라디칼과 반응하여 라디칼 반응을 종료시키는 높은 능력, 세포막의 이중 지단백질 층(특히, 뇌혈관 장벽)을 용이하게 통과하는 능력, 조직 내에 분포되어 고농도의 활성 물질을 항산화 보호가 요구되는 신체 부위에 존재하게 하는 높은 능력, 및 자체-재생되고(자체-보충 항산화제) 금속 이온의 산화에 의해서 펜톤 반응을 억제하는 능력의 동정에 의해서 유도되는 치료 및 예방에서의 신규한 용도를 제공한다.

본 발명의 추가의 목적은 바람직하게는 상기된 이점 외에도 비독성이며, 비면역원성이고, 안정하며 저비용으로 용이하게 대량 제조되는 한 부류의 화합물의 신규한 치료학적 용도를 제공하는 것이다.

본 발명의 신규한 치료학적 용도 및 약제학적 조성물은 첨부된 특허청구범위에 정의되어 있다.

특히, 이하 상세히 기재되는 약제학적 분야에서의 신규한 용도는 하기 화학식(I)의 화합물류에 관한 것이다:

상기 식에서,

R₆은 옥실, 수소 또는 히드록실이고,

R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로

-수소,

-1 내지 12개의 탄소원자, 바람직하게는, 1 내지 6개의 탄소원자, 더욱 바람직하게는, 1 내지 3개의 탄소원자를 지니는 알킬,

-2 내지 12개의 탄소원자, 바람직하게는, 2 내지 6개의 탄소원자, 더욱 바람직하게는, 2 내지 3개의 탄소원자를 지니는 알케닐,

-2 내지 12개의 탄소원자, 바람직하게는, 2 내지 6개의 탄소원자, 더욱 바람직하게는, 2 내지 3개의 탄소원자를 지니는 알키닐로부터 선택되거나,

R₁ 내지 R₂는 함께 테트라메틸렌 또는 펜타메틸렌기를 형성하고;

R₅는 수소,

-3 내지 8개의 탄소원자를 지니는 시클로알킬,

-2 내지 12개의 탄소원자, 바람직하게는, 2 내지 6개의 탄소원자, 더욱 바람직하게는, 2 내지 3개의 탄소원자를 지니는 알키닐, 또는

(여기서, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 상기 정의된 바와 같으며, R₇은 수소, 옥실 또는 히드록실이다)이며,

n은 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 2 내지 14, 더욱 더 바람직하게는 6 내지 10의 정수이다.

본 발명의 바람직하고 예시적인 화합물의 군은 하기 화학식(I)의 화합물이다:

상기 식에서,

R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 1 내지 3 개의 탄소원자를 지니는 알킬이고,

R₅는 하기 화학식(II)

b

의 기(여기서, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 1 내지 3의 탄소원자를 지니는 알킬이다)이며,

n은 1 내지 10의 정수이고,

상기 화학식(I) 및 (II)에서, R₆과 R₇중 하나 이상은 옥실이고 R₆과 R₇중 다른 기는 옥실 또는 히드록실이다.

비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)데칸디오에이트로 공지된 하기 화학식의 화합물의 용도가 특히 바람직하다:

용어 "1 내지 12 개의 탄소원자를 지니는 알킬"은 하나의 수소원자의 제거에 의해서 포화된 탄화수소로부터 유도된 치환기를 의미한다. 이러한 용어는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소-부틸, 3차-부틸 및 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실 및 도데실의 다양한 이성체형을 포함한다.

용어 "2 내지 12 개의 탄소원자를 지니는 알케닐" 및 "2 내지 12개의 탄소원자를 지니는 알키닐"은 하나의 수소원자가 제거됨으로써 알켄 및 알킨으로부터 각각 유도되는 치환기를 의미한다. 이들 용어는 에테닐, 에티닐, 프로페닐, 프로피닐 및 12 개까지의 탄소원자를 지니는 유사한 분지형 및 비분지형의 불포화된 탄화수소기를 포함한다.

용어 "3 내지 8개의 탄소원자를 지니는 시클로알킬"은 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜테닐, 시클로헥실 뿐만 아니라, 8 개까지의 탄소원자를 함유하는 알킬, 예컨대, 메틸-, 디메틸- 및 에틸시클로헥실-로 치환된 카르보시클릭 고리를 의미한다.

N-옥실 및 N-히드록실 유도체 화합물은 N-H 유도체를 출발물질로 함으로써 미국특허 제4 691 015호 및 제5 981 548호에 기재된 방법에 의해서 제조될 수 있다.

특히, N-옥실 유도체는 m-클로로퍼벤조산과의 반응에 의해서 상응하는 N-H 유도체로부터 수득된다. N-옥실 유도체는 촉매 수소화에 의해서, 예를 들어, 촉매로서 PtO₂의 사용에 의해서 상응하는 N-히드록실 유도체로 전환될 수 있다.

상기된 바와 같이, 본 발명의 주제는 신경퇴행성 증후군 및 병, 예컨대, 파킨슨 질환, 알쯔하이머 질환, 중풍에 기인된 뇌병변, 외상성 뇌 병변, HIV에 기인한 신경병, 다운 증후군, 당뇨성 다발성신경병증, 근육퇴행위축, 다발성 경화증, 헌팅톤 질환, 프리온 질병(prion disease), 만기 운동이상증, 타우오패시(tauopathy), 말이집탈락병증(demyelinating pathologies) 및 루게릭 증후군의 치료(억제, 방지, 예방, 및 치료)를 위한 약물, 약제학적 또는 수의학적 조성물의 제조에서의 상기된 화합물의 용도이다.

본 발명은 또한 치명적인 상태, 예컨대, 심장/신장/폐/간/장 허혈-재관류, 고혈압, 당뇨병, 암 및 쇼크, 낭포성 섬유증, 바이러스 감염증, 약물 및 방사선에 기인한 독성(예를 들어, 더욱 일반적으로는 방사선 치료 또는 방사선 보호), 염증, 죽상경화증, 노화, 류머티스 관절염, 간질, 고콜레스테롤혈증, 고지질혈증의 치료학적 치료, 방지 및/또는 예방 뿐만 아니라, 통증 및 패혈증, 과다한 자유 라디칼 생성과 연관된 병을 치료하기 위한 약제학적 또는 수의학적 조성물 및 약물의 제조를 위한 상기 화합물의 용도에 관한 것이다.

약제학적 또는 수의학적 분야에서의 사용을 위해서, 본 발명에 따른 화합물은 0.01 내지 1g/체중 kg, 바람직하게는 0.1 내지 200mg/체중kg, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 20mg/체중kg 범위의 용량 수준으로 일일 1회 이상의 투여로 환자에게 투여된다.

사용되는 특정의 용량은, 그러나, 환자 또는 동물의 요구, 치료되는 병의 중증도(연령, 성별, 식사, 투여방법 및 약리학적 검토, 예컨대, 사용되는 화합물의 활성, 예정된 화합물의 약동학적 및 독성학적 특징 및 그 밖의 약물과의 어떠한 조합, 등에)에 영향을 받을 수 있다. 최적의 용량의 결정은 본 기술 분야의 전문가에게는 공지된 가능한 선택에 있다.

고체 및 액체 둘 모두의 형태의 약제학적으로 허용되는 비히클이 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물을 포함하는 약제학적 또는 수의학적 조성물의 제조에 사용될 수 있다.

투여 방법은 경구 및 비경구 외에도 흡입 및 피부(국소) 경로에 의한 투여를 포함한다.

고체 제제는 예를 들어, 분말, 정제, 과립, 캡슐, 카세제(cachets) 및 좌제를 포함할 것이다.

고체 비히클은 희석제, 향미제, 가용화제, 윤활제, 현탁제, 결합제 또는 정제를 위한 붕해제로 작용할 수 있는 하나 이상의 물질에 의해서 구성될 수 있으며; 캡슐화 물질이 또한 사용될 수 있다.

분말에서, 비히클은 하나 이상의 활성 화합물과 혼합되는 미세하게 분쇄된 고체에 의해서 구성된다. 정제에서, 활성성분은 적합한 비율로 필요한 결합 성질을 지니는 비히클과 혼합되며, 요구되는 모양 및 크기로 압축된다. 분말 및 정제는 바람직하게는 7 내지 70중량%의 활성성분을 함유한다.

적합한 비히클은 탄산마그네슘, 스테아르산 마그네슘, 탈크, 락토오즈, 당, 펙틴, 덱스트린, 옥수수 전분, 메틸 셀룰로오즈, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오즈, 저융점 왁스, 및 코코넛 버터, 등으로 예시된다.

정제, 분말, 카세제, 및 캡슐은 경구투여에 적합한 용량형으로서 사용될 수 있다.

액체 형태의 제제는 비경구 투여(피하, 정맥내, 근육내, 장내 주사 또는 주입 기술)에 적합한 용액, 또는 경구 투여에 적합한 용액, 즉, 경구투여에 적합한 현탁액 및 에멀션을 포함한다. 물, 에탄올, 또는 프로필렌 글리콜을 포함하는 용매중의 활성성분의 무균 수용액 및 활성성분의 무균 용액이 비경구 투여에 적합한 액체 제제의 예로서 언급될 수 있다.

무균 용액은 활성 성분을 요구되는 용매계에 용해시키고, 이를 무균화시키기 위해서 생성되는 용액을 막 필터에 통과시킴으로써, 또는 대안적으로 무균상태에서 미리 무균화된 용매에 무균 화합물을 용해시킴으로써 제조될 수 있다.

경구 투여에 적합한 수용액은 물에 활성성분을 용해시키고 요구되는 양으로 적합한 착색제, 향미제, 안정화제 및 응집제를 첨가함으로써 제조될 수 있다.

경구 사용을 위한 수성 현탁액은 미세하게 분쇄된 활성성분을 점성 물질, 예컨대, 천연 또는 합성 검, 수지, 메틸 셀룰로오즈, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오즈 및 약제학적 또는 수의학적 제형에 대한 본 기술 분야에 공지된 그 밖의 현탁제와 함께 물에 분산시킴으로써 제조될 수 있다.

바람직하게는 약제학적 또는 수의학적 제제는 바람직하게는 1 내지 300mg을 함유하는 단일 용량 단위형이다. 이러한 형태에서 제제는 적합한 양의 활성성분을 함유하는 단일 용량으로 분할된다. 단일 용량 단위는 약병(phial) 또는 앰플에 정제, 캡슐, 또는 분말을 함유하는 포장된 제제에 의해서 구성될 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 바람직하게는 사람에게 사용된다. 그러나, 이들이 사람에게 사용 가능하기 때문에, 이들은 또한 포유동물을 포함한, 조류, 설치동물, 등을 포함한 애완 동물, 이색동물 및 농장 동물, 더욱 바람직하게는 개 및 고양이 뿐만 아니라, 소, 양 및 돼지와 같은 동물에 대한 수의학적 분야에서도 사용 가능할 수 있다.

하기 실시예는 본 기술분야의 전문가에게 본 발명의 수행을 가능하게 할 수 있다. 이러한 실시예는 따라서 본 발명을 예시하는 것이며, 단지 예로서 포함되는 것이고 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 신경퇴행성 질환의 예로서 파킨슨 질환의 모델과 치명적인 질환의 예로서 심근허혈-재관류 모델에서의 본 발명의 용도가 기재되어 있다.

실시예 1

파킨슨 증후군(PS)는 기원이 알려지지 않은 "전진성 마비(shaking palsy)"로서 제임스 파킨슨(James Parkinson)에 의해서 1817년에 처음으로 보고되었지만(그러나, 수천년 전에도 파킨슨 증후군에 대한 증거는 있다), 이의 병인은 아직 모호하다.

연령 이외에, PS의 기원에서의 유전적 및 환경적 인자의 역할에 대한 국제 수준의 과학적 논쟁이 있다[문헌: Huang Z et al. Can. J. Neur. Sci. 30 Suppl. 1, 510-518, 2003; Daner W. et al. Proc. Natl. Acad. Scie. (USA) 99, 14524-14529, 2002; Vaughan J.R. et al Am. Hum. Gen. 65, 111-126, 2001; Thiruchelvam M. et al. Neurotoxicology 23, 621-633, 2002; Scott W.K. et al. JAMA 286, 2239-2244, 2001; Warner T.T. & Schapira A.H. Am. Neurol. 53 Suppl. 3, 516-523, 2003]. 특정의 신경독소, 예컨대, n-메틸-4-페닐-1,2,3,6-테트라히드로피리딘(MTPT)이 사람 및 동물의 파긴슨증을 유발시킬 수 있다는 발견에 의한 1980년대 중반의 환경분야에서의 연구가 상당한 충격을 가져왔으며; 그 이후로, 많은 살충제가 동물 모델에서 PS를 재생시키는 것으로 밝혀졌다[문헌: Betarbert R. et al. Nat. Neurosci. 3, 1301-1306, 2000; Kirbi M.L. et al, Toxicol. Sci. 61, 100-106, 2001; Yumino K. et al. J. Biochem. (Tokyo) 131, 565-570, 2002; Gao et al. J. Neurosci. 23, 6181-6187, 2003]. 이용 가능한 연구에 대한 환자군-대조군 메타 분석이 살충제에 대한 노출과 PS 사이의 관계의 존재를 제시하고 있다는 것은 의미가 있다[문헌: Priyadarshi A. et al. Neurotoxicology 21, 435-440, 2000; Priyadarshi A. et al. Environ. Res. 86, 123-127, 2001].

많은 실험 증거는 제초제 파라쿼트(Paraquat)(MPTP와 유사한 화학구조를 지님)가 PS의 발병에 관여하고; 동물의 흑색질내로의 파라쿼트의 미세주입 및 전신 또는 복강내 처리 둘 모두가 과다한 OSS-반응성 자유 라디칼[문헌: Jannone N. et al. Neuropharmacology 30, 893-898, 1991; Klivenyi G. et al Neurobiol. Dis. 5, 253-258, 1998; Foley M. et al. J. Neurol. 247 Suppl. 2, II82-94, 2000]에 기인한 심각한 비-선택적인 신경독성의 행동 및 신경병성 징후[문헌: Brooks A.I. et al. Brain Res. 823, 1-10, 1999; Thiruchelvam M. et al. Neurotoxicology 23, 621-633, 2002; McCornack A.L. et al. Neurobiol Dis. 10, 119-127, 2002]가 수반되는 도파민 생성 뉴런의 선택적 퇴화를 유도함을 입증하고 있다.

파라쿼트/래트/PS 실험 모델은 따라서 본 발명에 따른 화합물의 효능을 검사하는 최상의 지시약으로 선택되었으며; 이들 중, MP1002 및 MP1001로 명명된 하기 두 항산화제가 시험에 사용되었다:

웅성 스프라그 다울리(Sprague Dawley) 래트(210-220g 중량)를 "노샌 펠릿(Nossan Pellets)"(동물과 펠릿 둘 모두가 이탈리아 밀라노 소재의 노샌 컴파니(Nossan Company)로부터 구입 가능하다)이 보충된 표준 실험 사료로 유지시키고, 시험 전에 3 주 동안 우리(상대 습도 50% ± 10%, 온도 22℃ ± 1 및 12 시간/12 시간 낮/밤 주기, a.m. 7.30에 첫 번째 낮 주기)에 가두었으며; 음식과 물은 자유 공급하였다.

처리 전에, 래트를 380mg/체중kg의 클로랄 하이드레이트의 복강내 주사에 의해서 마취시키고; 스테인리스 스틸 가이드 캐뉼러(크기 25)를 입체정위 유도에 의해서 흑색질의 한쪽에 이식하고 치과용 아크릴 물질로 대가리에 고정하였다.

동물(시험군당 20마리)을 처리 전에 7일간의 회복기간을 주었으며; 이 기간 동안은 운동 활동 또는 자세에서의 변화가 없었다. 미세주입은 테플론 튜브에 의해서 주사 캐뉼러에 연결된 10㎕ 해밀턴 주사기(Hamilton syringe)에 의해서 수행하였다. 화합물 또는 비히클(0.8% NaCl)을 전체 용적 1㎕/분으로 주입시켰다.

50㎍의 파라쿼트를 흑색질에 미세주입(n=20 래트)하면 약 24 시간 후에 주입 위치에 대해서 반대측으로 원 운동을 하며 점프를 하는 동물의 운동 활성이 증가되었으며; 모든 동물은 주입 후 24 ± 2.5 시간에 사망하였다. 추가의 20 마리의 동물에게 파라쿼트를 주입하고 다른 20마리에게는 파라쿼트와 비히클을 투여하였으며; 각각의 군에서 약 10 마리의 동물이 처리후 20시간 동안 살아남았으며 이를 흑색질에서의 지질 과산화의 전개상황에 대해서 측정하는데 사용하였다.

파라쿼트(50㎍)이 1㎍의 MP1002 또는 MP1001과 동시에 흑색질내로 미세 주입된 경우, 모든 동물은 추가로 24 시간 동안 생존했으며 연속된 모니터링 동안 변화의 징후가 관찰되지 않았다(참조: 표 1). 유사한 결과가 상기 항산화제의 복강내 투여후에 관찰되어, 뇌혈관 장벽(BBB)를 통과하는 MP1002 또는 MP1001의 의외의 능력을 입증하였으며, 이러한 뇌혈관 장벽의 통과는 신경퇴행성 병에서의 치료학적 목적을 위한 통상의 항산화제의 가장 제한적인 인자 중 하나(특정한 라디칼 형태와 관련된 이들의 선택성과 함께)이다.

특히, 래트중 9 마리는 다음의 경우에 사망했다: (1) 이들이 50㎍의 파라쿼트의 미세 주입 5분 전에 120mg/체중kg의 MP1002 또는 MP1001로 복강내 전처리된 경우; (2) 이들이 120mg/체중 kg의 MP1002 또는 MP1001의 복강내 주입으로 동시에 처리되고 50㎍의 파라쿼트와 함께 주입되는 경우; (3) 이들이 50㎍의 파라쿼트로 미세 주입된 다음, 5분 후에 120mg/체중kg의 MP1002 및 MP1001이 복강내 주입된 경우(참조: 표 1).

흑색질중의 지질 과산화는 문헌[Buege J.A. & Aust S.D. Meth. Enzymol. 52, 302-310, 1978]에 기재된 바와 같이 시약 티오바르비투르산-TCA-HCl에 의해서 바이오마커로서 사용되었던 말론디알데히드(MDA)의 방출을 정량함으로써 측정되었다. 표 1은 50㎍의 파라쿼트 또는 파라쿼트 및 염수 용액의 주입 후에 20 시간 생존한 추가의 동물군(약 10 마리)에서의 흑색질에서 지질 과산화의 증가를 명백히 입증하고 있다. 다양한 상황에서의 MP1002 또는 MP1001의 처리(파라쿼트의 주입 전에, 그와 함께 또는 그 후에)는 흑색질에서의 지질 과산화를 두드러지게 및 현저하게 (p<0.01) 감소시켜서, 이들 화합물의 높은 항산화 효능을 입증했다.

이들 시험에서, 본원에서 기재하고 있는 두 가지 형태의 항산화제, MP1002 또는 MP1001의 뇌내 투여 및 말초 투여 둘 모두는 래트에서의 파라쿼트에 의해서 유도된 행동 및 신경병적 효과에 대해서 완전하게 보호시켰다. 이러한 결과는 뇌혈관 장벽을 용이하게 통과하여 제초제, 예컨대, 파라쿼트에 의해서 생성된 퇴행성 손상(예를 들어, OSS)에 대한 흑색질의 도파민생성 뉴런을 보호하는 본 발명에 따른 화합물의 능력을 나타내고 있다. 이러한 결과는 파킨슨 질환을 포함한 다양한 신경퇴행성 병의 치료를 위한 유용한 방법을 나타낸다.

실시예 2

허혈 및 재관류에 기인한 심근 병변의 생체내 모델을 본 발명에 따른 화합물 MP1002 및 MP1001의 효능을 검사하는데 가장 적합한 것으로 선택하였다.

웅성 스프라그 다울리 래트(220-230g)을 "노샌 펠릿(Nossan Pellets)"(이탈리아 밀라노 소재의 노샌 컴파니(Nossan Company))이 보충된 표준 실험 사료로 유지시키고, 시험 전에 3 주 동안 우리(상대 습도 50% ± 10, 온도 22℃ ± 1 및 12 시간/12 시간 낮/밤 주기, a.m. 7.30에 첫 번째 낮 주기)에 가두었으며; 음식과 물은 자유 공급하였다.

래트(군 당 20마리)를 클로랄 하이드레이트(380mg/체중kg)의 복강내 주사에 의해서 마취시키고, 기관절개하여 인큐베이팅하고 적합한 통풍기에 의해서 주위 공기로 통풍시키고; 체온을 38℃±1에서 유지시키고, 우측 목동맥에 캐뉼러를 설치하고 혈압 변환기에 연결시켜 평균 동맥 혈압(MAP)을 모니터링하였다.

우측 목정맥에 화합물을 투여하기 위해서 캐뉼러를 설치하고, 측면 개흉술을 수행하고, 심장을 일시적인 심막강 크레들(temporary pericardial cradle)에 부유시키고, 루프 가리개를 좌측 하행성 관상동맥(left descending coronary artery: LAD) 주위에 배열하고; 동물을 LAD 결찰 전에 40분 동안 안정화시켰다.

관상 동맥은 가리개를 조여서 폐쇠시키는데, 이러한 과정은 심근허혈에 전형적인 심전도 변화 및 혈액역학적 변화(MAP의 강하)와 상호관련된다. 심근허혈 25분 후에, 가리개를 재개방하여 2 시간 동안 재관류시켰다. 심박수(HR)와 MAP를 계속해서 모니터링하였다.

2 시간 동안 재관류시킨 후에, 관상동맥을 다시 폐쇄시키고, 심장의 관류 및 비관류 부위(AAR) 사이의 구분을 위해서 염료 에반스 블루(Evans blue)를 우측 목동맥내의 캐뉼러에 의해서 좌심실내로 주입(2% p/v로 4.5ml)하였고; 에반스 블루 용액은 관류된 심근을 염색시키지만, 폐쇄된 혈관층은 염색시키지 않고 유지시켰다.

래트를 이어서 과량의 마취제로 치사시키고, 심장을 제거하고 슬라이스(3-4mm)로 절단하고, 우심실 벽과 위험 부위(핑크)를 제거하고 비-허혈 부위(블루)로부터 분리시켰다. 위험 부위를 작은 조각으로 절단하여 37℃에서 20분 동안 테트라졸륨 p-니트로 블루(NBT, 0.48mg/ml)와 함께 인큐베이팅시켰고; 온전한 데하이드로게나제 효소의 존재하에(살아있는 심근) NBT는 짙은 블루 포르마잔을 형성시켰지만, 데하이드로게나제 활성이 없는 괴사부위는 착색되지 않았다. 상기 작은 조각을 그 착색화에 따라서 분리하고 정량하여 AAR 중량 백분율로서 경색의 크기를 측정하였다.

다음 시험군을 고려하였다: a) LAD 폐쇄(25분) 및 재관류(2시간)와 재관류 5분 후에 비히클(염수 용액, 3ml/kg-v-볼러스(bolus) 및 1.8ml/kg/h) 투여 및 재관류 기간 동안 유지; b) LAD 폐쇄 및 재관류와 재관류 5분 전에 MP1002 또는 MP1001의 투여(10mg/kg 볼러스 주사)에 이어서 재관류 기간 동안 2mg/kg/h의 주입; c) 가장 수술(LAD 폐쇠 없음) 및 비히클 주입; d) 가장 수술 및 상기된 바와 같은 MP1002 또는 MP1001의 주입.

세포막 지질의 최종 과산화 생성물로서의 심장 조직에서의 말론디알데히드(MDA)를 또한 상기된 바와 같이 측정하였다.

표 2는 시험과정 동안 측정된 다양한 MPA 및 HR 값을 기재하고 있다. 기본 혈액역학적 결과는 고려된 다양한 군에서 유사하였다.

가장 수술을 받은 동물(LAD 폐쇠 없음)에서, 비히클 또는 MP1002 또는 MP1001과 함께 한 비히클 주입은 실질적으로 혈액역학적 효과가 없었다.

관상 폐쇠 및 재관류에 주어진 동물에서, 평균 MAP 값은 시험기간 동안 약간 감소되었지만, HR에서는 변화가 없었다. 또한, I/R(허혈/재관류) 처리에 주어지고 MP1002 또는 MP1001로 처리된 래트의 편균 MAP 및 HR 값은 비히클 단독으로 처리된 I/R 군과 현저하게 다르지 않았다.

MP1002 또는 MP1001의 주입은 대조군과 비교할 때 경색의 크기(각각 80% 및 78%)를 현저하게 감소(p<0.01)시켰다(도 1). 가장 수술은 상당한 경색도를 유도하지 못했다. I/R 처리는 가장 수술(및 비히클 또는 항산화제)에 주어진 래트와 비교할 때 지질 과산화의 두드러지게 현저한 증가(p<0.01)를 유도한 반면, MP1002 또는 MP1001에 의한 처리(p<0.01)는 과산화의 전개 수준을 가장 수술에 주어진 동물의 수준과 유사한 수준으로 감소시켜(도 2), 이들 화합물의 높은 항산화력을 입증하고 있다.

이들 시험은 MP1002 및 MP1001이 심근의 폐쇄 및 재관류 후의 심근 경색의 크기를 현저하게 감소시킬 수 있음을 나타내고 있다. 이들 결과는 허혈-재관류에 의해서 유도된 심근 병변에 대한 양호한 보호 효과를 발휘하는 본 발명의 화합물의 능력을 입증하고 있다.

이러한 결과는 본 발명의 화합물이 허혈성 심장 질환을 포함하는 치명적인 질환의 치료를 위한 신규한 치료학적 방법을 제공함을 제시하고 있다.

표 1. 흑색질내로 파라쿼트가 투여된 래트에서의 발병의 지연, 발작기간, 사망율 및 지질 과산화 발생에 대한 비스(1-옥실-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)데칸디오에이트(MP1002) 또는 비스(1-히드록실-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)데칸디오에이트(MP1001)의 효과.

표 1에서, 각각의 값은 20 마리의 상이한 래트에서 수행된 20 가지의 상이한 시험의 평균 ± SD이며; a) 흑색질내로의 동시 미세주입에 의해서, 파라쿼트(50㎍) 및 1㎍의 MP1002 또는 MP1001이 주입된 동물; b) 120mg/체중kg의 MP1002 또는 MP1001의 복강내 전처리에 이어서 5분 후에 미세주입에 의해서 파라쿼트(50㎍)이 투여된 동물; c) 미세주입에 의한 50㎍의 파라쿼트와 복강내 주입에 의한 120mg/체중kg의 MP1002 또는 MP1001이 동시 투여된 동물; d) 미세주입에 의한 50㎍의 파라쿼트에 이어서 5분 후에 복강내 주입에 의한 100mg/체중kg의 MP1002 또는 MP1001이 투여된 동물.

비히클의 동일한 부위내로의 주입은 파라쿼트와 관련된 행동 변화 또는 사망율에서의 어떠한 효과를 생성하지 못했다.

표는 또한 처리 24 또는 20(*) 시간 후에 말론디알데히드(MDA)의 수준으로서 흑색질에서의 지질 과산화의 변화를 나타낸다. 이에 대한 상세한 사항 및 시험 과정은 상기 본원의 설명을 참조할 수 있다.

**p<0.01 대조군에 대한 파라쿼트 또는 파라쿼트 + 비히클 및 MP1002 또는 MP1001처리군에 대한 파라쿼트 + 비히클(윌콕슨 분류 방법: Wilcoxon method of classification)

표 2. 래트에서의 심근 허혈 및 재관류(I/R)에 의한 평균 동맥압(MAP) 및 심박수(HR) 변화에 대한 항산화제 MP1002 및 MP1001의 효과.

각각의 값은 15회 이상의 상이한 실험의 평균 ± SD를 나타낸다.

동물에게는 MP1002, MP1001 또는 동일한 용량의 비히클이 투여되었다.

이에 대한 상세한 사항 및 실험과정은 상기 본원의 설명을 참조할 수 있다.

Claims

하기 화학식(I)의 화합물을 포함하고, 경구, 근육, 피하, 정맥, 국소 또는 흡입으로부터 선택되는 투여 경로에 의한 파킨슨 질환(Parkinson's disease), 알쯔하이머 질환(Alzheimer's disease) 및 허혈-재관류에 기인된 뇌병변으로 부터 선택되는 신경퇴행성 질환 또는 허혈-재관류에 기인된 심장 병변의 치료학적 또는 예방학적 치료를 위한 약제학적 조성물:

상기 식에서,

R₆은 옥실 또는 히드록실이고,

R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로

수소 또는 메틸로부터 선택되고;

R₅는

(여기서, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 상기 정의된 바와 같으며, R₇은 R₆과 동일하거나 상이하고 옥실 또는 히드록실로부터 선택된다)이며,

n은 6 내지 10의 정수이다.
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제 1항에 있어서, 상기 화합물이 하기 화학식의 화합물인 약제학적 조성물:

상기 식에서,

R₆ 및 R₇은 동일하거나 상이하며, 옥실 또는 히드록실로부터 선택된다.
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제 1항 또는 제 4항에 있어서, 약제학적 조성물이 0.01 내지 200mg/체중kg의 양으로 화합물을 투여하기에 적합한 용량형임을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
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