KR101514336B1 - 탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린을 결합한 항암제 - Google Patents

탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린을 결합한 항암제 Download PDF

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Abstract

13-디옥시 안트라사이클린 및 탁산은 환자에게 동시에, 개별적으로, 순차적으로, 또는 연속적으로 투여되는데 상기 화합물이 둘중에 하나만 동일한 양으로 투여되는 것과 비교하여 독성 및 부작용을 줄이면서 치료상의 항암 효과를 제공한다. 13-디옥시 안트라사이클린 및 탁산의 조성물 또는 조제물은 또한 효능있는 항암 치료 효과를 제공하기 위해 제조된다.
13-디옥시 안트라사이클린, 탁산, 파클리탁셀, 항암 치료제

Description

탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린을 결합한 항암제{Anticancer treatment with a combination of taxanes and 13-deoxyanthracyclines}
본 발명은 파클리탁셀(paclitaxel) 또는 도세탁셀(dosetaxel)과 같은 탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린을 투여하는 항암 치료제와 관련이 있다. 본 발명은 누적되어 복원할 수 없는 심장 독성(cardiotoxicity)이 생기지 않게 하고 향상된 항암 효과를 낼 수 있다. 본 발명은 또한 탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린을 포함하는 조성물과 관련이 있다.
가장 널리 알려진 안트라사이클린 항암제 약품은 독소루비신(doxorubicin)과 다우노루비신(daunorubicin)인데, 이들은 13-케토기(13-keto group)를 포함한다. 미국 등록특허 3,590,028호에 개시된 독소루비신은 광범위한 항암효용성을 가지며, 백혈병, 임파종, 및 고형 종양의 치료에 사용된다. 미국 등록특허 3,616,242호에 개시된 다우노루비신은 급성 백혈병의 치료에 유용하다. 그러나, 심장 독성의 심각한 부작용에 의해 이러한 약품들의 유용성이 제한되어 환자에게 투여될 수 있는 약품의 총 양은 550 mg/㎡를 초과할 수 없다(E.A. Lefrak 등, Cancer,32:302, 1973). 권장 최대 총 누적 투약량이나 그 근처에서(430-650mg/㎡) 환자의 60%는 현저하고 지속적인 심장 기능장애가 나타나고, 14%는 울혈심부전증이 발병한다(A. Dresdale 등, Cancer, 52:51, 1983). 따라서, 이러한 약품들은 암성 루머의 증식을 억제하는 데에 유용한 반면, 심각한 심장 독성 부작용 때문에 환자가 울혈심부전증으로 인해 사망할 수도 있다.
이러한 안트라사이클린의 심장 독성은 13-케토 부분이 13-디하이드로 알콜 대사 산물로 신진대사 감소함에 따라 야기된다는 것 또한 밝혀졌다(P.S. Mushlin 등, Fed. Proc, 45:809, 1986). 독소루비신이 13-디하이드로 알콜 대사산물 (독소루비시놀(doxorubicinol))로 현저하게 신진대사되지 않는 테스트 시스템에서는 뚜렷한 심장 독성심장 독성전혀 관찰되지 않았다 (P.S. Mushlin 등, Fed. Proc, 44:1274, 1985; R.D. Olson 등, Fed. Proc, 45:809, 1986). 반면, 13-디하이드로 대사 산물, 독소루비시놀 및 다우노루비시놀(daunorubicinol)은 이러한 동일한 테스트 시험에서 비교적 낮은 농도에서 심장 독성을 발병시켰다(1-2 micrograms/ml, R.D. Olson 등, Proceed. Am. Assoc. Cancer Res., 26:227, 1985; R.D. Olson 등, Proceed Am. Assoc. Cancer Res.28:441, 1987).
독소루비신이 테스트 시스템에서 짧은 기간 동안만이라도 체류하게 된다면 신진대사 변환이 일부 나타나고 충분한 양의 13-디하이드로 대사산물이 형성되어 심장 독성이 발병하기 시작한다(L. Rossini 등, Arch. Toxicol.Suppl., 9:474, 1986; M. Del Tocca 등, Pharmacol. Res. Commun., 17:1073, 1985). 따라서 독소루비신 및 다우노루비신과 같은 약품의 심장 독성은 그 약품들의 13-디하이드로 대사 산물에 의해 나타나는 강력한 심장 독성효과에 기인한다는 실질적인 증거가 축적되었다(P. Mushlin 등, FASEB Journal, 2:A1133, 1988; R. Boucek 등, J. Biol. Chem., 262:15851, 1987; 및 R. Olson 등, Proc. Natl. Acad. Sci., 85:3585, 1988).
파클리탁셀 같은 탁산과 결합한 독소루비신은 각각 단독으로 쓰일 때와 비교하여 유방암에 향상된 항암효과를 나타내는 것으로 알려졌다. 유방암에 독소루비신이 단독으로 사용되었을 때의 항암 반응 비율은 35 내지 50%이다. 파클리탁셀이 단독으로 쓰였을 때의 항암 반응 비율은 32 내지 62%이다. 그러나 상기 두 약품을 결합하여 사용할였을 때는 83 내지 94%의 항암 반응 비율을 나타낸다(Gianni L, 등, J Clin Oncol. 13:2688, 1995. Dombernowsk; P 등, Seminars in Oncology 23:23, 1996). 불행하게도 파클리탁셀 및 독소루비신의 결합은 18 내지 20%의 환자에게 병상의 울혈심부전증(congestive heart failure)을 일으키는 원인이 된다. (Gianni L, 등, J Clin Oncol. 13:2688, 1995; 및 Dombernowsk; P 등, Seminars in Oncology 23:23, 1996). 파클리탁셀은 독소루비신의 심장 독성을 향상시키는 데, 상기 독소루비신은 탁산과 결합하는 안트라사이클린의 이용을 제한하거나 방해한다. 울혈심부전증의 발생은 독소루비신의 복용량의 감소로 제한될 수 있는데 (Giordano S H 등, Clin Cancer Res 8:3360, 2002), 그러나 결합물의 효과 또한 감소된다 (Sparano J A 등, J Cin Oncol 17: 3828, 1999; Valero V, 등, Semi Oncol 28:15. 2001). 게다가, 파클리탁셀이 결합한 독소루비신을 적게 복용하더라도 좌심실 분출 부분이 축소되는 것으로 증명된 심장 독성이 발생하는 원인이 된다 (Sparano J A et al., J Cin Oncol 17: 3828, 1999).
본 발명은 종래기술의 문제점을 극복하고 특정 안트라사이클린을 사용하는 것을 포함하는 항암 결합물 치료법을 제안하는 데, 상기 안트라사이클린은 탁산과 결합하였을 때 심장 독성(cardiotoxicity)이 발생하지 않거나 적어도 상당히 감소하며 그리고 울혈심부전증의 위험을 피할 수 있다. 본 발명은 기존에 존재하는 치료법과 비교하였을 때 유방암을 포함한 암치료제의 현저한 향상을 차례대로 제안한다.
본 발명은 암 치료방법과 관련이 있으며 상기 암 치료방법은 인간을 포함한 포유류에게 하기 형태의 치료상 효과적인 양의 13-디옥시 안트라사이클린을 투약하는 것을 포함한다.
Figure 112008078328190-pct00001
여기서
각 R1, R2 및 R3 는 개별적으로 H 또는 OH이고;
R4는 H, OH, 알킬 또는 O-알킬이고;
R5는 O 또는 NH이고; 그리고
R6은 당 부분, 이로부터 약학적으로 허용할 수 있는 염 및 이의 전구약물(prodrugs) 및 혼합물;
및 치료상 효과적인 양의 탁산. 본 발명의 상기 방법은 항암효과를 제공하기 위해 13-디옥시 안트라사이클린 및 탁산이 동시에, 개별적으로, 순차적으로, 또는 연속적으로 투여됨으로서 수행된다.
본 발명의 다른 태양은 암치료를 하는데 유용한 항암(anticancer), 항종양(antitumor) 및/또는 항종양성(anitneoplastic)의 효과를 제안하는 조성물과 관련이 있다. 본 발명의 조성물은 하기 X 형태로 표현된 13-디옥시 안트라사이클린 화합물:
Figure 112008078328190-pct00002
여기서
각 R1, R2 및 R3 는 개별적으로 H 또는 OH이고;
R4는 H, OH, 알킬 또는 O-알킬이고;
R5는 O 또는 NH이고; 그리고
R6은 당 부분, 이로부터 약학적으로 허용할 수 있는 염 및 이의 전구약물(prodrugs); 및 파클리탁셀(paclitaxel) 또는 도세탁셀(docetaxel)과 같은 탁산(taxane) 화합물을 포함한다.
본 발명의 다른 목적 및 유리한 사항들은 상세한 설명으로 부터 당해 기술분야에서 당업자에 의해 명백해 질 것이며, 상기 상세한 설명은 바람직한 실시예를 나타내고 묘사하여 최선의 방법을 실례로서 평이하게 설명할 것이다. 본 발명은 다른 실시예로 실시 가능하며 몇몇 상세한 내용은 본 발명을 벗어나는 것이 없이 다양한 측면으로의 변경이 가능하다. 따라서, 상기 상세한 설명은 사실상 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 MCF-7 세포의 성장을 억제하는 파클리탁셀이 단독 및 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 또는 13-디옥시 안트라사이클린 화합물의 IC30 농도 존재하에서 용량반응 연관성을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 P388 쥐과 동물의 백혈병세포의 성장을 억제하는 파클리탁셀이 단독 및 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 또는 13-디옥시 안트라사이클린 화합물의 IC10 농도 존재하에서 용량반응 연관성을 나타낸다.
이하에서 본 발명의 실시예들을 상술하는 동안, 본 발명은 또 다른 실시예나 기타 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 따라서 본 발명이 이하의 바람직한 실시예나 실험에 의해 설명된 상세한 화합물의 조성물 및 결합물에 대한 적용을 제한하는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 13-디옥시 안트라사이클린 화합물은 하기 X 형태로 나타낸다.
Figure 112008078328190-pct00003
여기서
각 R1, R2 및 R3 는 개별적으로 H 또는 OH이고;
R4는 H, OH, 알킬 또는 O-알킬이고;
R5는 O 또는 NH이고; 그리고
R6은 당 부분; 이로부터 약학적으로 허용할 수 있는 염 및 이의 전구약 물(prodrugs).
당 부분은 다우노사민(daunosamine), 에피-다우노사민(epi-daunosamine), 또는 람날(rhamnal) 당인 것이 더 바람직하다. 13-디옥시 화합물은 13-디옥시독소루비신(13-deoxydoxorubicin), 13-디옥시다우노루비신(13-deoxydaunorubicin), 13-디옥시카르미노마이신(13-deoxycarminomycin), 13-디옥시에피루비신(13-deoxyepirubicin), 13-디옥시이다루비신(13-deoxyidarubicin), 13-디옥시안나마이신(13-deoxyannamycin), 및 이의 5-이미노 유사체인 것이 더 바람직하다.
본 발명에 따른 결합물 치료는 탁산을 이용하는 것을 더 포함한다. 탁산은 파클리탁셀 및 도세탁셀; 이로부터 약학적으로 허용할 수 있는 염 및 이의 전구약물(prodrugs)인 것이 더 바람직히다.
본 발명에 따른 화합물은 전구약물 형태 일부분으로의 그룹으로서 알콕시, 아미노산 등을 사용한 히드록실 또는 아미노 작용성에서 전구약물을 형성할 수 있다. 예를 들면, 4개의 위치에서 히드록시메틸은 일, 이 또는 삼인산염을 형성할 수 있으며 반복적으로 인산염은 전구약물을 형성할 수 있다. 히드록시 및 히드록시메틸기는 -OCH2(O)(OH)2 및 인산염의 전구약물로 변환될 수 있다.
다양한 질소 작용기(아미노, 히드록시아미노, 아미드 등)를 함유한 화합물의 전구약물 형태는 다음과 같은 종류의 유도체를 포함할 수 있는 데, R 그룹은 사전에 정의된 각각 수소, 치환 또는 비치환된 알킬(alkyl), 아릴(aryl), 알케닐(alkenyl), 알키닐(alkynyl), 헤테로사이클(heterocycle), 알킬아릴(alkylaryl), 아랄킬(aralkyl), 아랄케닐(aralkenyl), 아랄키닐(aralkynyl), 시클로알킬(cycloalkyl) 또는 시클로아케닐(cycloalkenyl) 기가 될 수 있다.
(a) 카르복스아미드(Carboxamides), -NHC(O)R
(b) 카르바메이트(Carbamates), -NHC(O)OR
(c) (아실록시)알킬 카르바메이트((Acyloxy)alkyl Carbamates), NHC(O)OROC(O)R
(d) 에나민(Enamines), -NHCR(=CHCO2R) 또는 -NHCR(=CHCONR2)
(e) 쉬프 베이스(Schiff Bases), -N=CR2
(f) 매니쉬 베이스(Mannich Bases)(카르복스이미드(carboximide) 화합물로부터), RCONHCH2NR2
이러한 전구약물 유도체의 제조방법은 다양한 문헌의 출처에서 발견된다 (예를 들면 : Alexander 등, J. Med. Chem. 1988, 31, 318; Aligas-Martin 등, PCT WO pp/41531, p. 30). 이러한 유도체의 제조에서 전환된 상기 질소 작용기는 본 발명 화합물의 질소원자 하나(또는 그이상)이다.
본 발명의 카르복실 함유 화합물의 전구약물 형태는 에스테르(-CO2R)를 포함하는 데, 여기서 R 그룹은 효소 또는 가수분해 과정이 약학적으로 허용할 수 있는 농도가 되는 것을 통해 몸체에서 떼어놓는 알콜에 해당된다. 본 발명의 카르복시산 형태에서 유도된 다른 전구약물은 4기원소로 된 Bodor 등, J. Med. Chem. 1980, 23, 469 에서 발견된 염(salt) 유형일 수 있다.
Figure 112008078328190-pct00004
본 발명의 화합물의 약학적으로 허용할 수 있는 염은 약학적으로 허용할 수 있는 무기 또는 유기산에서 유도된 것들을 포함한다. 적당한 산으로써 예를 들면 염산(hydrochloric acid), 브롬화수소산(hydrobromic acid), 황산(sulfuric acid), 질산(nitric acid), 과염소산(perchloric acid), 퓨마릭산(fumaric acid), 말레익산(maleic acid), 인산(phosphoric acid), 글리콜릭산(glycollic acid), 락틱산(lactic acid), 살릭사이클릭산(salicyclic acid), 숙신산(succinic acid), 톨루엔-p-술포닉산(toluene-p-sulfonic acid), 주석산(tartaric acid), 아세트산(acetic acid), 구연산(citric acid), 메탄술포닉산(methanesulfonic acid), 포름산(formic acid), 벤조산(benzoic acid), 말로닉산(malonic acid), 나프탈렌-2-술포닉산(naphthalene-2-sulfonic acid), 트리플로로아세트산(trifluoroacetic acid) 및 벤젠술포닉산(benzenesulfonic acid)이 있다. 적절한 근거에서 유도된 염은 나트륨 및 암모니아와 같은 알칼리를 포함한다.
최근에는 독소루비신, 다우노루비신, 또는 기타 유사 안트라사이클린의 13-디옥시 형태는 심장 독성 13-디하이드로 형태로 신진대사 변환하지 않으며, 따라서, 누적되어 변경할 수 없는 심장 독성이 결여되어 있다. 특히, 국제공개특허 WO99/08687호, 미국 등록특허 5,948,896 및 5,942,605호, 그리고 국제출원특허 PCT/US99/04704호를 참조할 수 있는 데, 상기 참고문헌에 기술된 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. 지금까지는 이런 안트라사이클린 항암제가 탁산과 결합하여 개선되거나 상승적인 항암효과를 가진다는 것이 알려지지 않았다.
MCF-7 인간의 유방종양 세포 성장 억제를 위한 파클리탁셀(paclitacel)의 IC-50이 단독으로 쓰일 때는 221 nM이 든다. 본 발명의 13-디옥시 안트라사이클린의 성장억제농도가 약하게 존재하는 경우, 파클리탁셀의 IC50은 0.55-11 nM으로 감소한다. 파클리탁셀 단독으로는 P388 쥐과 동물 백혈병세포의 성장에 대한 억제 활성을 갖지 못하나, 13-디옥시 안트라사이클린의 성장억제농도가 약하게 존재하는 경우에는 파클리탁셀의 IC50은 13-20 nM이 든다. 암발병을 없애는 쥐의 유도 H9c2 세포에서는 파클리탁셀(IC10)의 약한 성장억제농도는 13-디옥시독소루비신의 IC50을 700nM 에서부터 400nM 까지, 13-디옥시-5-이미노독소루비신의 IC50은 1500nM에서 부터 210nM 까지 감소시킨다. 그러나, 독소루비신의 IC50은 감소시키지 못하고 210nM을 그대로 유지시킨다. 본 발명의 13-디옥시 안트라사이클린이 탁산과 결합하였을 때, 개선되고 높은 효능이 있는 항암(anticancer), 항종양(antitumor) 및/또는 항종양성(anitneoplastic)의 효과를 갖는다.
본 발명은 적은 복용량의 13-디옥시 안트라사이클린으로 탁산의 항암(anticancer), 항종양(antitumor) 및/또는 항종양성(anitneoplastic)의 효능에 강화작용을 가능하게 한다. 더욱이 탁산 및 13-디옥시사이클린을 포함하는 본 발명에 따른 조성물은 심장 독성이 결여되어 있거나 현저히 줄어들었다. 본 발명의 탁산 및 13-디옥시사이클린의 결합물의 사용은 복용량이 각각 단독으로 쓰일때 필요 로하는 양과 비교하여 줄어든 복용량으로도 효능있는 치료제로 쓰일수 있다.
더욱이 13-디옥시사이클린과 결합한 상기 탁산의 사용은 각 약물이 단독으로 쓰일때와 비교하여 안전하면서도 독소가 적은 치료제를 제공할 수 있다. 상기 13-디옥시사이클린 및 탁산은 동시에, 개별적으로 또는 연속적으로 사용될 수 있다는 것은 주목할 만한다.
게다가, 13-디옥시사이클린 및 탁산의 결합을 이루는 본 발명의 치료제는 항암(anticancer), 항종양(antitumor) 및/또는 항종양성(anitneoplastic)에 효능을 나타내어 백혈병(leukemia), 흑색종(melanoma), 간(liver), 유방(breast), 난소(ovary), 전립선(prostate), 위(stomach), 췌장(pancreas), 폐(lung), 신장(kidney), 결장(colon), 및 중앙 신경계통 종양을 포함하는 암, 체내종양(neoplasms), 또는 종양(tumors)의 치료법의 모든 유형에 이용될 수 있다. 본 발명의 치료제는 암, 종양(tumors) 및/또는 체내종양(neoplasms)의 성장을 억제하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 요소의 바람직한 조성물, 결합물, 혼합물, 또는 조제물은 파클리탁셀 또는 도세탁셀과 결합된 X 형태의 화합물이다. 더 바람직한 조성물, 결합물, 혼합물, 또는 조제물은 13-디옥시독소루비신(13-deoxydoxorubicin), 13-디옥시다우노루비신(13-deoxydaunorubicin), 13-디옥시에피루비신(13-deoxyepirubicin), 13-디옥시이다루비신(13-deoxyidarubicin), 13-디옥시안나마이신(13-deoxyannamycin), 13-디옥시카르미노마이신(13-deoxycarminomycin), 13-디옥시암루비신(13-deoxyamrubicin) 및 이의 5-이미노 유사체로 이루어진 군에서 선택된 13- 디옥시 안트라사이클린이며, 이는 파클리탁셀 또는 도세탁셀과 결합되어 있다.
상기 조성물, 결합물, 혼합물, 또는 조제의 상기 요소는 환자에게 동시에, 개별적으로, 순차적으로, 또는 연속적으로 투여될 수 있다. 상기 요소는 경구 (orally), 비경구(parenterally), 국소용(topically), 피하주입(implantation)을 포함하여 의학적으로 허용할 수 있는 모든 방법으로 환자에게 투여될 수 있다. 경구 투입은 정제(tablets), 캡슐(capsules), 마름모꼴 정제(lozenges), 현탁액(suspensions), 액제(solutions), 유상액(emulsions), 가루약(powders), 시럽제(syrups)와 같은 형태로 투여하는 것을 포함한다. 더 바람직한 투여 방법은 비경구(parenteral) 투여이다.
상기 요소들의 실제상의 투여방법과 순서는 사용되는 X 형태 13-디옥시 안트라사이클린의 특별한 조제 형식, 사용되는 탁산의 특별한 조제 형식, 치료되는 특별한 암, 치료되는 질병상태의 심각성, 및 치료되는 특별한 환자에 따라 다양해 질수 있다. 상기 요소들의 투약량은 환자의 나이, 상태, 성별, 및 질병정도에 따라 달라질 수 있으며 당해 분야의 당업자에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 약학적으로 허용할 수 있는 전달체 또는 부형제 안에 X 형태의 13-디옥시 안트라사이클린 및 탁산이 혼합되어 있다. 본 발명의 상기 약제 조성물은 항암 치료에 유용하다.
상기 약학적으로 허용할 수 있는 전달체 또는 부형제는 약제학적 조성물, 결합물, 혼합물, 및 조제물 형태에서 화합물을 형성하는 당해 기술 분야의 당업자에게 공지되어 있다. 약학적으로 허용할 수 있는 전달체는 1 이상의 융화성의 고형 물, 액제 충전제(filler), 희석액(diluent), 또는 캡슐화한 물질과 관련이 있는데, 상기 것들은 인간을 포함한 포유류에게 투여하는 데 적합하다. 비경구(parenteral) 투여에 적합한 약제 조성물, 결합물, 혼합물, 및 조제물들은 허용할 수 있는 희석액 또는 용매내에서 무균 액제 또는 현탁액일 수 있는 살균 형태로 만들어진다.
약제 조성물에 함유된 활성 성분의 양은 투여 방법, 매개체의 여러 요소에 따라 크게 달라질 수 있다. 본 발명에서 약제 조성물은 X 형태의 13-디옥시 안트라사이클린 0.1 내지 1000 mg, 및 탁산 0.1 내지 1000 mg을 포함한다.
본 발명의 상기 투여방법에 있어서, X 형태의 13-디옥시 안트라사이클린은 환자에게 몸체 표면적 1㎡당 0.1 내지 1000mg의 양을 투여하며, 바람직하게는 10 내지 500mg의 양을 투여하고, 그리고 더 바람직하게는 비경구(parenteral) 투여방법을 사용한다. 본 발명의 탁산은 환자에게 몸체 표면적 1㎡당 0.1 내지 1000mg의 양을 투여하며, 바람직하게는 10 내지 500mg의 양을 투여하고, 그리고 더 바람직하게는 비경구(parenteral) 투여방법을 사용한다. 상기 13-디옥시 안트라사이클린 및 탁산은 동시에 투여될 수 있고, 단독의 조성물, 결합물, 혼합물, 또는 조제물로 되어 투여될 수 있으며, 또는 개별적(separately), 순차적(sequentially) 또는 연속적(consecutively)인 순서로 투여될 수 있다. 동시에 투여되지 않았을 경우에는, 두번째 투여되는 화합물은 바람직하게는 먼저 화합물이 투여된 뒤 72시간 이내에 투여될 수 있다.
상기 탁산의 항암치료 효과는 탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린의 상승작용으로 인해 독소의 증가됨이 없이 X 형태의 13-디옥시 안트라사이클린에 의해 증가 한다. 탁산 및 13-디옥시 안트라사이클린의 양은 필요에 따라 수시로 투여될 수 있다. 투여 방법과 순서는 개개의 형식, 조성, 결합, 혼합, 또는 조제, 각각의 암이 치료되는 정도, 및 각 환자가 치료되는 정도에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 탁산이 함유된 13-디옥시 안트라사이클린의 결합물의 개선된 기능은 실시예로서 다음과 같은 실험을 보여주는 데, 이는 본 발명을 설명하려는 것이며 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
13-디옥시 안트라사이클린의 항암 효과
독소루비신(화합물Ⅰ), 13-디옥시독소루비신(화합물 Ⅱ) 및 5-이미노-13-디옥시독소루비신(5-imino-13-deoxydoxorubicin)(화합물 Ⅲ)의 생체조건내(in vivo)의 활성도는 쥐과 동물의 백혈병 모델에서 항암 활성도를 실험하였는 데, CD2F1 쥐들에게 P388 세포(쥐에서 추출한 백혈병 암세포)를 주입하여 활용하였다. CD2F1 쥐들의 그룹은 복막내부에 P388 세포 백만개가 주입되었다. 쥐는 그룹당 10마리이다. 독소루비신 그룹에는 1 내지 9일의 연구에서 9일동안 복막내부에 연속적으로 0.8 ㎎/㎏이 투여된다. 독소루비신과 같은 방법으로 복막내부에 13-디옥시독소루비신은 1.6 ㎎/㎏ 이 그리고 5-이미노-13-디옥시독소루비신(5-imino-13-deoxydoxorubicin)은 3.2 ㎎/㎏ 이 투여된다. 대조구(control) 그룹은 매개물을 통해 주입된다. 중간 생존시간(median survival time)이 각 그룹에서 측정된다. 화합물의 활성도는 오래 생존한 양으로 나타난다(치료된 그룹의 중간생존시간을 대조구 그룹의 중간생존시간으로 나눈뒤 100을 곱함, T/C %). 그 결과는 표 1에서 나타나있다. 독소루비신은 보는바와 같이 중간 생존시간이 147%의 현저히 증가하는 항암효과가 나타난다. 13-디옥시독소루비신 및 5-이미노-13-디옥시독소루비신(5-imino-13-deoxydoxorubicin)도 중간 생존시간이 현저히 증가하게 나타나는 데, 이는 독소루비신과 두드러지게 차이가 나지 않는다. 본 연구의 결과는 13-디옥시 안트라사이클린은 비록 다른 주입량(dose)이지만 독소루비신과 비슷한 항암효과를 갖는다는 것을 증명한다.
그룹 주입량(㎎/㎏/days) 중간생존시간(days) T/C (%)
대조구 0 19 100
독소루비신(Ⅰ) 0.8 28 147*
화합물 Ⅱ 1.6 27 142*
화합물 Ⅲ 3.2 27 142*
* : 대조구 대비 0.05 미만
P388 쥐과 동물의 백혈병에 대한 독소루비신 및 13-디옥시 안트라사이클린의 항암 효과(T/C=치료된 쥐의 중간생존시간÷대조구 쥐의 중간생존시간 × 100; n=10)
13-디옥시 안트라사이클린의 심장 독성(cardiotoxicity) 평가
무게가 3 Kg인 뉴질랜드 흰색 토끼 24마리가 4개 그룹에서 무작위로 추출한다(N=6마리토끼/그룹). 상기 그룹은 독소루비신, 13-디옥시독소루비신(Ⅱ), 5-이미노-13-디옥시독소루비신(5-imino-13-deoxydoxorubicin)(Ⅲ), 또는 매개물(0.9% NaCl)로 치료한다. 약품 및 매개물의 양은 매주 두번 귀의 정맥혈관에 투여한다. 림프액 및 혈액 표본은 매주 얻어지고 M-모드 초음파심장검진은 매주 또는 격주로 수행하여 심장 작용 평가를 위한 좌심실 부분축소(left ventricular fractional shortening)를 얻어낸다. 음식물 소비는 매일 측정하고 몸무게는 매주 측정한다. 대조구 토끼들은 독소루비신으로 치료하는 토끼들과 같은 양의 음식물을 먹인다. 희생시켜 심첨(apex) 및 좌심실 벽(left ventricular free wall) 표본을 구한 뒤 현미경을 사용한 조직학 기록 및 분석을 위해 10% 완충물로 처리된 포르말린에 보관한다. 좌심실 표본 조직은 구하여 안트라사이클린 및 대사산물의 심장병 정도를 평가한다. 토끼들은 심장 독성(좌심실 부분축소가 30% 미만 또는 좌심실 부분축소에서 10% 단위로 감소 즉, 32 내지 42%의 좌심실 부분축소), 생명을 위협하거나 쇠약하게 하는 독성(즉, 심각한 골수억제현상(myelosupression) 또는 점액(mucositis))의 출현, 또는 연구를 시작한지 13주가 지났을 때 희생된다.
Figure 112008078328190-pct00005
Figure 112008078328190-pct00006
Figure 112008078328190-pct00007
13-디옥시독소루비신의 최적 항암제 주입량은 독소루비신의 약 2배인 반면 5-이미노-13-디옥시독소루비신(5-imino-13-deoxydoxorubicin)은 독소루비신의 7배이다. 따라서, 13-디옥시독소루비신 및 5-이미노-13-디옥시독소루비신의 2배(13-디옥시독소루비신) 및 7배(5-이미노-13-디옥시독소루비신)의 누적 심장 독성 약인 독소루비신은 17.5 ㎎/㎏이다. 독소루비신은 일주일에 두번 7주동안 1.25㎎/㎏씩을 투여(누적 투여량 17.5 ㎎/㎏)하는 데, 13-디옥시독소루비신은 일주일에 두번 10주 동안 2㎎/㎏씩을 투여(누적 투여량 40 ㎎/㎏)하고 5-이미노-13-디옥시독소루비신은 일주일에 두번 12주동안 5㎎/㎏씩을 투여(누적 투여량 120 ㎎/㎏)한다.
희생시켜서 심장을 제거하고 심장에서 심실의 심첨(apex) 및 좌심실 벽(left ventricular free wall)의 조직의 두가지 유형을 샘플로 채취하여, 10% 포르말린에 저장한다. 각 조직에 세개의 다른 착색제 H&E, 톨루디엔 블루(toluidine blue), 및 트리치크롬(trichcrome)을 준비한다. 상기 조직들은 빌링햄(Billingham) 등급의 변형으로 점수를 책정한다. 점수 등급은 0 에서 4점을 주는 데, 세포나 조직 손상이 10%이하이면 0점, 10~19% 이면 1점, 20~29% 이면 2점, 30~39% 이면 3점, 40% 이상이면 4점으로 한다. 심실의 심첨(apex) 및 좌심실 벽(left ventricular free wall)은 개별적으로 분석한다. 단핵세포 침윤(mononuclear infiltration), 섬유증(fibrosis), 및 세포질 액포형성(cytoplasmic vacuolization)에 대하여 각각 점수를 부여한다. 이와같이 하여 각 토끼는 6점을 받는 데, 심첨(단핵세포 침윤, 섬유증, 및 세포질 액포형성)에서 3점 그리고 좌심실 벽((단핵세포 침윤, 섬유증, 및 세포질 액포형성)에서 3점을 받는다. 각 점수는 3가지 모두의 오점(stain)을 확인하는 것으로 얻어진다. 상기 6점은 각 토끼에게 전체적으로 1점을 주어 각 토끼를 평균한 뒤 각 치료 그룹을 평균한 것이다.
또한 희생시켜서 좌심방은 분리되고, 반으로 나누어 나눈 양쪽부분은 계속되는 연구로 미리 및 후에 만든 조직액 내인 생체조건밖(in vitro)에서 심장의 작용을 평가하기 위해 연구된다. 심장의 수축성은 힘 향상(dF/dt)의 최대비율로 측정되는 데 상기 힘 향상은 각 근육의 기저에 위치한 점모양의 전극에 의하여 전기 자극으로 유도되는 수축에 반응하여 발생한다.
이러한 연구 결과는 표 2에 나타난다. 독소루비신은 대조구 매개물 및 다른 두 치료제 그룹과 비교하여 좌심실 부분 축소(FS%)에서 통계적으로 상당히 감소한다. 화합물 Ⅱ 및 화합물 Ⅲ은 좌심실 부분 축소(fractional shortening)의 변화가 없다. 세가지 약품은 같은 크기에서 대조구 매개물과 비교하여 적혈구용적(hematocrit, 전체 혈액에 대한 적혈구의 용량)이 감소한다. 희생으로 얻고 생체조건 밖(in vitro)에서 측정한 격리된 심방의 심근 수축성(myocardial contractility)(dF/dt)은 대조구 매개물 및 다른 두 치료제 그룹과 비교하여 독소루비신에 의해 상당히 감소한다. 화합물 Ⅱ 및 화합물 Ⅲ은 심근 수축성(myocardial contractility)이 변하지 않는다. 유사하게, 조직병리학적 장애(histopatholgic lesions)는 대조구 매개물 및 다른 두 치료제 그룹과 비교하여 독소루비신에 의해 증가하고, 화합물 Ⅱ 및 화합물 Ⅲ은 조직병리학적 장애(histopatholgic lesions)가 나타나지 않는다. 상기 이러한 결과는 독소루비신을 토끼에게 장기간 복용시켰을 때 심각한 심장 독성(cardiotoxicity)이 발생하나, 화합물 Ⅱ 및 화합물 Ⅲ에서는 독소루비신과 동일한 양을 사용하였을 때 심장 독성이 발생하지 않는다는 것을 보여준다. 화합물 Ⅱ 및 화합물 Ⅲ에서 이러한 심장 독성(cardiotoxicity)의 부재는 13-케토기의 부재 및 알콜 대사산물 형성의 결핍으로 인식된다.
대조구 독소루비신(Ⅰ) 화합물(Ⅱ) 화합물(Ⅲ)
FS% 37.5
±0.3
36.8
±1.2
37.1
±0.4
27.4
±1.8*,+
38.1
±0.7
37.4
±1.0
37.3
±1.1
35.6
±0.7
HCT% 34.4
±0.4
38.7
±0.6
35.0
±0.5
27.5
±1.4*
35.0
±0.7
23.8
±2.0*
34.4
±0.7
33.3
±1.0*
dF/dt
gms/sec;3Hz
29.1
±4.3
15.1
±1.9*,+
24.4
±4.4
30.2
±4.9
조직병리학
(Histopathology)
점수
0.97
±0.2
1.81
±0.4*,+
0.97
±0.1
0.64
±0.2
*:대조구 대비 0.05 미만; +:화합물 Ⅱ 및 Ⅲ 대비 0.05 미만; 전:치료전; 후:치료후
13-디옥시 안트라사이클린으로 장기적으로 치료한 토기에서 심장 독성 효과의 부재 (값은 평균값±표준오차, n=6)
13-디옥시 안트라사이클린과 파클리탁셀(Paclitaxel)의 결합
MCF-7인간 종양세포 및 P388 쥐과 동물의 백혈병세포가 성장하는 데 있어 독소루비신 (I), 13-디옥시독소루비신 (II), 5-이미노-13-디옥시독소루비신 (III), 다우노루비신 (IV), 13-디옥시다우노루비신 (V), 및 5-이미노-13-디옥시다우노루비신 (VI)의 억제효과가 생체조건 밖(in vitro)에서 측정된다. 본 연구에서 이용한 MCF-7 및 P388 세포는 ACTT(American Type Culture Collection) 연구계획안을 활용해 배양하고 보존하였다. MCF-7 배양액(media)은 EMEM (Eagle Minimum Essential Medium; ATCC) 이었고, P388 배양액은 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium ; ATCC)이다. MCF-7 및 P388의 배양액 작업에서 450ml의 EMEM(MCF-7) 또는 DMEM(P388)에 50ml FBS(소과의 태아혈청,MCF-7) 또는 50ml 말의 혈청(ATCC,P388)을 첨가한다. 상기 MCF-7 및 P388의 작업 배양액에는 5ml의 페니실린/스트렙토마이신(P/S, Gibco)이 첨가된다. 세포들은 5% CO2에서 37℃의 온도로 성장하고, 25ml의 새로운 배양액이 추가된다. 새로운 배양액이 담긴 새 플라스크에 옮기면서 세포 밀도가 1-2×106개/ml가 되었을 때 세포들은 통과된다.
Figure 112008078328190-pct00008
Figure 112008078328190-pct00009
Figure 112008078328190-pct00010
무균 기법을 사용하여 T-75 플라스크에서 배양균 배지를 제거함으로써 MCF-7 세포를 얻는다. 0.25% 트립신(Tripsin)-EDTA 용액(시그마(Sigma)) 5ml를 각 플라스크에 추가하여 넣는다. 상기 플라스크는 골고루 퍼지게 하기위해 5-10분간 인큐베이터에 넣는다. 완전히 성장한 배양액 10ml를 추가한 뒤, 곧바로 50ml 관(tube)에 옮긴 뒤 200×g 에서 10분간 원심분리시킨다. P388 세포는 50ml 관(tube)에 곧바로 배양액을 옮긴 뒤 얻어지며 200×g 에서 10분간 원심분리한다. 펠릿(pellet, MCF-7 및 P388)은 5ml에서 떠 있는 상태가 되고 상기 세포들은 혈구계(hemocytometer)에 의해 계산되고 세포 15,000개/ml의 배양액으로 희석된다. 상기 희석된 세포는 피펫으로 세포 15,000개/중량(well)의 농도로 100㎕인 96-웰 플래이트(96-well plates)에 넣는다. 상기 플래이트(plates)는 밀봉되고 48시간 동안 37℃의 온도로 배양된다.
안트라사이클린 및 파클리탁셀의 희석액은 특정세포에 자유 혈청 배양액으로 구성된다. 적절한 농도에서의 상기 약품은 50㎕ 의 모든 중량(well)을 첨가한다. 상기 세포들은 24시간 동안 상기 약품(안트라사이클린/파클리탁셀)의 존재하에 성장한다. 삼중 수소화 티미딘(ICN)은 자유 혈청 특정 세포 배양액에서 1 μCi/50㎕의 농도로 희석된다. 분석에 사용된 모든 중량(well)은 삼중 수소화 티미딘(ICN)을 포함하는 50㎕의 배양액에 첨가된다. 동위원소에 4시간 동안 노출한 후 DNA에 삼중 수소화 티미딘(thymidine)의 결합은 이온이 제거된 물로 세포가 저장성으로 용해되는 것에 의해 측정되고 브랜델(Brandel) 세포 수확기를 이용하여 와트만 GF-C(Whatman GF-C) 필터에서 세포를 회수한다. MCF-7 세포를 얻기전에, 상기 배양액은 거친상태인데, 0.25% 트립신-EDTA 150㎕가 각 중량(well)에 세포를 붙이거나 떨어지게 하기 위해 첨가된다. 필터들은 건조하고, 5ml 신틸레이션(scintillation) 혼합물을 포함한 7ml 신틸레이션(scintillation) 유리병에 넣은 뒤 섬광(scintillation)이 발생하는 수를 센다. 예비 실험에서, 안트라사이클린의 농도는 MCF-7 세포에 관한 30% 성장 억제(억제 농도 30 (inhibition concentration 30), IC30) 및 P388 세포에 관한 10% 성장억제(IC10)가 결정된다. 이 결과들은 표 3 및 표 4에 나타난다.
IC30 nM
독소루비신 (Ⅰ) 100
화합물 Ⅱ 450
화합물 Ⅲ 750
다우노루비신 (Ⅳ) 750
화합물 Ⅴ 645
화합물 Ⅵ 875
MCF-7 인간 종양세포 성장억제를 위한 독소루비신, 다우노루비신, 및 13-디옥시 안트라사이클린의 IC30
IC10 nM
독소루비신 (Ⅰ) 250
화합물 Ⅱ 1100
화합물 Ⅲ 3500
다우노루비신 (Ⅳ) 300
화합물 Ⅴ 700
화합물 Ⅵ 1700
P388 쥐과 동물의 백혈병 세포 성장억제를 위한 독소루비신, 다우노루비신, 및 13-디옥시 안트라사이클린의 IC10
도 1 및 도 2는 MCF-7 세포의 성장을 억제하는 파클리탁셀이 단독 및 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 또는 13-디옥시 안트라사이클린 화합물의 IC30 농도하에서의 용량반응(dose-response) 연관성을 보여준다. 이러한 용량반응(dose-response) 곡선을 그리며, 파클리탁셀에 대한 IC50은 계산되는 데, 표 5에서는 이러한 것을 나타낸다.
파클리탁셀의 IC50(nM)
파클리탁셀 221±8
파클리탁셀 + 독소루비신 (Ⅰ) 78±6*
파클리탁셀 + 화합물 Ⅱ 11±9*,X
파클리탁셀 + 화합물 Ⅲ 1±0*,X
파클리탁셀 + 다우노루비신 (Ⅳ) 0.6±0*,X
파클리탁셀 + 화합물 Ⅴ 0.55±0*,X
파클리탁셀 + 화합물 Ⅵ 0.75*,X
* : 파클리탁셀 대비 0.05 미만, X : (파클리탁셀+독소루비신) 대비 0.05 미만
IC30 농도가 있는 독소루비신, 다우노루비신, 또는 13-디옥시 안트라사이클린의 존재하에서 MCF-7 인간 종양세포 성장억제를 위한 파클리탁셀의 IC50(nM). 값은 평균값±표준오차,n=3
독소루비신은 파클리탁셀의 암성장 억제 효능에서 2.8 폴드(fold)의 증가를 나타낸다. 화합물 Ⅱ는 20 폴드(fold) 및 화합물 Ⅲ은 220 폴드(fold)의 증가를 나타낸다. 다우노루비신과 화합물 Ⅴ 및 Ⅵ은 파클리탁셀의 암성장 억제 효능에서 295 내지 400 폴드(fold)의 증가를 나타낸다. 다른 화합물과 비교하여 독소루비신은 파클리탁셀의 암성장 억제 효능이 상대적으로 약한 효능을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 P388 쥐과 동물의 백혈병세포의 성장을 억제하는 파클리탁셀이 단독 및 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 또는 13-디옥시 안트라사이클린 화합물의 IC10 농도하에서의 용량반응(dose-response) 연관성을 보여준다. 이러한 용량반응(dose-response) 곡선을 그리며, 파클리탁셀에 대한 IC50은 계산되는 데, 표 6에서는 이러한 것을 나타낸다.
파클리탁셀의 IC50(nM)
파클리탁셀 불활성
파클리탁셀 + 독소루비신 (Ⅰ) 16±0.58
파클리탁셀 + 화합물 Ⅱ 16±0.50
파클리탁셀 + 화합물 Ⅲ 20±0.67
파클리탁셀 + 다우노루비신 (Ⅳ) 916±83*
파클리탁셀 + 화합물 Ⅴ 13±0
파클리탁셀 + 화합물 Ⅵ 14±0.83
* : 화합물 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ, 및 Ⅵ 대비 0.05 미만
IC10 농도가 있는 독소루비신, 다우노루비신, 또는 13-디옥시 안트라사이클린의 존재하에서 P388 쥐과 동물의 백혈병세포 성장억제를 위한 파클리탁셀의 IC50(nM). 값은 평균값±표준오차,n=3
파클리탁셀 단독으로는 P388 세포에 불활성이어서 성장억제를 하지 못한다. 그러나 파클리탁셀은 안트라사이클린의 존재하에서는 효능 있는 성장억제제가 될 수 있다. 파클리탁셀의 효능은 다우노루비신을 제외하고는 안트라사이클린의 존재하에서 낮은 나노몰(nM) 범위에 있으며, 다우노루비신에서는 높은 나노몰(nM) 범위에 있다.
두 약품을 결합하여 투여하였을 때 약리학적 효과는 두 약품을 개별적으로 투여하였을 때 생기는 부가적인 효과보다 더 향상된 효과가 발생한다. 예를 들어, 30%의 반응을 나타내기 위한 첫번째 약물의 복용량은 100개이고 두번째 약물의 복용량은 10개라고 가정하자. 만일 첫번째 약물 100개에 두번째 약물 10개가 더해져서 60%의 반응을 나타낸다면 두 약물 사이에는 부가적인 효과가 있는 것이다. 그러나, 첫번째 약물 100개에 두번째 약물 10개가 더해져서 90%의 반응을 나타낸다면 두 약물 사이에는 상승효과 또는 부가적 이상의 효과가 있는 것이다. MCF7 세포에서 1∼50nM 농도로 성장억제효과가 없는 파클리탁셀은 본 발명의 형태인 13-디옥시 안트라사이클린의 존재하에서는 50 내지 90%의 성장억제 효과를 나타내는 데, 상기 13-디옥시 안트라사이클린은 약 30%의 성장억제효과만을 낸다. 마찬가지로, P388 세포에서 2000nM 이상에서도 성장억제효과가 없는 파클리탁셀은 약 10%의 성장억제효과만을 내는 본 발명의 형태인 13-디옥시 안트라사이클린의 존재하에서는 65 내지 95%의 성장억제효과를 나타낼 것이다. 따라서, 본 발명의 13-디옥시 안트라사이클린은 파클리탁셀과 함께 향상된 방법 또는 상승적으로 작용하여 높은 효능 및 암세포를 억제하기 위한 효과적인 조성물, 결합물, 혼합물, 또는 조제물을 제공한다.
상기 기술된 설명은 본 발명의 특정한 실시예로 제한되었다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나는 것 없이 여러가지 장점에 도달할 수 있도록 변형 및 변경은 본 발명이 속하는 기술분야에서 당업자에 의해 가능함은 명백할 것이다. 예를 들면, 암이 걸리지 않은 쥐에서 추출된 H9c2 세포에서, 파클리탁셀(IC10)의 약한 성장억제 농도는 13-디옥시 안트라사이클린의 IC50을 400 내지 700 nM 감소시키고, 13-디옥시-5-이미노독소루비신의 IC50을 210 내지 1500 nM 감소시킨다. 그러나, 독소루비신의 IC50은 감소되지 않고 210 nM가 동일하게 남는다. 따라서, 탁산은 13-디옥시 안트라사이클린의 효능을 증가시킨다. 조건 및 한계에 대한 적절한 변경 및 개조는 일반적으로 임상 치료법과 부딪치게 되는데, 상기 임상치료법은 본 발명의 본 발명의 범위내에서 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백할 것이다.
상기 기술된 설명은 본 발명을 예증하고 기술한다. 부가적으로 본 발명은 오직 바람직한 실시예만을 보여주고 기술한다. 그러나, 상기에서 언급한 바와 같이 다른 결합, 변경, 및 환경에 다양하게 활용할 수 있고, 전문가 또는 관련기술의 지식인과 같은 정도로 표현된 본 발명의 개념의 범위내에서 변화 또는 변경이 가능하다. 상기에서 설명된 실시예들은 출원인에 의해 최선의 방법으로 설명되었으며 당해 기술분야의 다른 전문가가 본 발명과 같은 또는 다른 실시예들 및 특수한 용도 또는 사용하는 데 있어 다양하게 변경하여 이용할 수 있도록 의도되었다. 또한, 첨부된 청구항들은 선택적인 실시예들을 포함하여 해석된다.
개개의 간행물 또는 특허 출원이 명확하고 개별적으로 참조하여 포함되어 나타낸 것처럼, 본 명세서에 인용된 모든 간행물 및 특허출원은 모든 의도를 참조하여 포함된다.

Claims (9)

  1. 제1화합물과 제2화합물을 포함하며 치료학적 유효량의 상승적으로 결합된 제제에 있어서,
    상기 제1화합물은 13-디옥시독소루비신(13-deoxydoxorubicin), 5-이미노-13-디옥시독소루비신(5-imino-13-deoxydoxorubicin), 13-디옥시다우노루비신(13-deoxydaunorubicin) 및 5-이미노-13-디옥시다우노루비신(5-imino-13-deoxydaunorubicin)에서 선택되는 13-디옥시 안트라사이클린(13-deoxy anthracycline) 또는 이로부터 약학적으로 허용할 수 있는 염이고,
    상기 제2화합물은 탁산(taxane)이며;
    상기 치료학적 유효량은 세포의 성장을 억제하는 것을 특징으로 하는 제제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탁산은 파클리탁셀(paclitaxel) 또는 도세탁셀(docetaxel)인 제제.
  3. 제1항의 제제 및 약학적으로 허용할 수 있는 전달체 또는 부형제를 포함하여 암 또는 종양을 치료하는 약제학적 조성물.
  4. 제2항의 제제 및 약학적으로 허용할 수 있는 전달체 또는 부형제를 포함하여 암 또는 종양을 치료하는 약제학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1화합물은 그의 치료학적 유효량보다 낮은 용량으로 존재하는 제제.
  6. 삭제
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