KR101620341B1 - 염증성장질환 및 1형 당뇨병치료를 위한 apl 펩티드의 사용 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 약학분야에 관한 것으로 특히 크론씨병, 궤양상대장염 및 1형당뇨병(인슐린의존성당뇨병)의 치료를 위한 약학적조성물 제조를 위해 60kDa 분자량의 인간 열충격단백질로부터 추출한 APL(altered peptide ligand)펩티드 또는 그 유사물의 사용에 관한 것이다. 이 펩티드는 위장관에서 바이오분배되고 크론씨병에 감염된 활성화된 위장관 고유막 및 환자의 말초혈액 T세포의 세포자살유도를 증폭시킨다. 더욱이, 이 펩티드는 1형당뇨병(인슐린의존성당뇨병)환자의 단핵세포들의 세포자살을 유도한다.

Description

염증성장질환 및 1형 당뇨병치료를 위한 APL 펩티드의 사용{USE OF AN APL PEPTIDE FOR THE TREATMENT OF INFLAMMATORY BOWEL DISEASE AND TYPE 1 DIABETES}
본 발명은 의약 분야에 관련된 것으로 특히 그 염증성 장질환(크론씨병 및 궤양성 대장염과 같은) 과 1형진성당뇨병(인슐린의존성당뇨병)의 치료를 위한 APL 펩티드(Altered Peptide Ligand: APL 이하 칭함) 또는 그 유사물의 사용에 관한 것이다.
크론씨병이나 궤양성 대장염같은 염증성 장질환은 공생박테리아에 대해 강력한 효과기 기능을 가진 장 고유막 T 세포의 활성화에 기인한다. 그러나, 이러한 림프구의 만성적인 활성화에 이르는 메카니즘은 아직 그 원인이 명확하게 알려지지 않고있다.(Balfour R (2006) 질병메카니즘(mechanism of Disease), 크론씨병 및 궤양성대장염의 병인(pathogenesis of Crohn's desease and ulcerative colitis). nature clinical practice 저널지. 위장병학 및 간장학 3 (7):390-407).
약 2X 104박테리아가 위장관(gastrointestinal tract)에 살고 있다. 이 면역 압력은 면역시스템에 대한 특별한 도전을 의미하는데 면역시스템은 병원성 유기체에 대한 반응성과 무해한 유기체에 대한 관용사이에 균형적인 행동을 실시 하여야만 한다. 점막의 면역시스템은 불필요한 그리고 조절되지않는 염증반응을 피하기 위한 몇가지 기제를 가지고있는 데 그러한 것은 예를 들면 세포자살에 의한 활성화된 T세포의 감소와 같은 것이다(Peppelenbosch MP and van Deventer SJH (2004) T 세포 세포자살 및 염증성장질환(T cell apoptosis and inflammatory bowel disease)Gut 53:1556-1558).
통상적인 조건에서 면역시스템은 침입한 장박테리아의 감염을 깨끗이하고, 내생적인 면역반응을 하향조절하고 효과기 T-세포 반응을 자극함이 없이 손상된 점막을 치료한다. 반대로, 유전적으로 감수성 숙주의 면역시스템은 적당한 내생적인 반응을 개시할 수 없거나 혹은 공생 박테리아 매체에 대한 관용 면역반응을 일으키며 이어서 공생박테리아에 대해 병원성의 T-세포반응을 활성화시키고 만성적 내장 염증을 진행시키게 된다.
따라서, 염증성장질환은 심각한 장 감염과 같은 환경 자극에 의해 촉발된 염증반응을 적당하게 제어하는 메카니즘의 실패에서 비롯된다. T - 세포의 자살에 대한 저항, 하향조절신호에 대한 반응의 부족, 내강 항원 및 항원보강제에 대한 끊임없는 노출은 이러한 염증성 반응이 지속하도록 한다(Mudter J and Neurath MF (2007) T세포의 세포자살과 염증성장질환조절(Apoptosis of T cells and the control of inflammatory bowel disease): therapeutic implications. Gut 56:293-303)
크론씨 질병은 대식세포, 호중성백혈구 및 T세포의 대장으로의 증가된 보충으로 특징지워지는 데, 이는 TH1(T cell helper, TH1라고 약칭함) 와 관련된 염증전 사이토카인 예를들면 인터루킨 (IL) -6 (IL - 6)와 종양 사멸 인자-알파(TNF-α) 와 TH17 세포의 반응 (T 세포헬퍼 17, TH17 로 칭함)로 : IL- 12, IL - 23와 IL-27 의 증가와 함께 동시자극 및 융착분자의 합성의 증가로 귀결된다. (Balfour R (2006) 질병의 메커니즘(Mechanism of Disease) : Crohn의질병 및 궤양 대장염의 병인 (pathogenesis of Crohn's disease and ulcerative colitis) Nature clinical practice 위장관학 및 간장학 3(7):390 -407).
대장의 염증 세포의 수는 세포의 보충, 세포사멸 또는 세포자살에 의한 증식 또는 죽음으로 결정된다. 정상적인 장점막의 고유막 T 세포에서는 림프구의 확산을 제어할 수 있는 활성화에 의해 유도되는 세포자살 (FAS/ FasL 시스템을 통해)이 쉽게 일어 난다. (Bu P et al. (2001) 세포자살(Apoptosis): 장점막 면역시스템의 무반응을 유지시키는 메카니즘의 하나 (one of the mechanisms that maintains unresponsiveness of the intestinal mucosal immune system). J Immunol 166: 6399-6403).
그런데 데이터는 크론씨병 환자의 고유막 T세포가 세포자살에 저항하고 있다는 것을 나타내고 있는 데 이러한 저항은 크론씨병 환자의 고유막 T 세포가 질병 영구화 및 만성 염증 에 기여하는 것으로 추정되는 활성화된 효과기 TH1 세포의 확장 개체군으로 이어질 수가 있다. ( Boirivant M 외. (1999) 크론씨병 및 기타 위장관 염증에서의 T 세포는 결함이 있는 CD2 pathroute 유발성 세포자살을 보여준다(Lamina propria T cells in Crohn's disease and other gastrointestinal inflammation show defective CD2 pathroute-induced apoptosis). Gastroenterology(위장병학 )116 :. 557-565)
크론씨병 환자의 점막 T세포에서의 세포 자살 결손은 Bcl-2와 같은 항 세포자살억제분자와 Bax 와 같은 세포자살촉진분자 비율의 불균형에 기인하고 있는데 이러한 결손은 이들 세포의 생존을 연장시키고 세포자살신호의 저항으로 이어지게 된다. (Ina K et al. (1999) 다수의 세포자살신호의 크론씨병 T세포의 저항은 Bcl2/Bax점막불균형과 연관되어 있다.(Resistence of Crohn's disease T cells of multiple apoptotic signals is associated with Bcl2/Bax mucosal imbalance) J Immunol 163:1081-90; Itoh J et al. (2001) 크론씨병에서의 세포자살에 저항하는 점막T세포에 의한 감소된 Bax합성(Decreased Bax expression by mucosal T cells favours resistance to apoptosis in Crohn's disease). Gut 49: 35-41).
한편, 스트룸과 그 동료들은 크론씨병, 궤양성대장염 을 가진 환자 와 정상대조군의 점막 T세포의 세포 사이클 속성을 연구하였다. 이들은 크론씨병 환자에서의 점막 T세포가 궤양성 대장염을 가진 환자 또는 정상대조군의 점막세포와 비교해서 빠른 세포사이클에 근거하여 세포확장에 있어 상당한 능력을 가지고 있음을 보여주었는 데 이것의 원인은 활성화로 인한 세포자살에서의 결손의 결과로 여겨진다. 이러한 사실은 왜 크론씨병환자의 점막이 과민성 상태를 가리키는 T세포의 과다를 포함하며 또한 공생박테리아에 대한 관용성을 상실하는지 그 이유를 잘 설명해 준다. (Sturm A et al. (2004) 분기하는 세포주기의 속도는 크론씨질병 및 궤양성 대장염에 점막 T 세포의 독특한 기능적 능력의 근거가된다( Divergent cell cycle kinetics underlies the distinct functional capacity of mucosal T cells in Crohn's disease and ulcerative colitis). Gut 53:1624-1631).
이들 실험증거들은 크론씨병이 염증부위에서의 세포증식이 염증부위에 있는 반응성 T세포의 축척으로 이어지는 세포자살에 의한 죽음을 극복하는 그러한 비정상 이라는 것을 나타내주는 것으로 이러한 원인이 이 병의 병원에서 가장 중요한 요인이라는 것을 말해준다.
이러한 의미에서 이들 병의 치료에 사용되는 가장 강력한 생물제제는 단핵세포와 T세포에서의 세포자살을 유도하는 것들 예를 들면, 종양괴사인자-알파(TNFα) 항체, IL-12 or IL-6 수용기 들이 될 것으로 보인다.(Lugering et al. (2001) Infliximab induces apoptosis in monocytes from patients with chronic Crohn's disease by using it activates to caspase dependent pathroute. Gastroenterology 121: 1145-57), (Stallmach et al. (2004) An interleukin 12 p40-IgG2b coalition protein abrogates T cell mediated inflammation: anti-inflammatory activity in Crohn's disease and experimental colitis in alive. Gut 53:339-45), (Atreya R et al. (2000) Blockade of interleukin 6 trans-signaling suppresses T-cell resistance against apoptosis in chronic intestinal inflammation: evidence in Crohn's disease and experimental colitis in alive. Nat Med 6: 583-588).
특히, 종양괴사인자-알파(TNFα)항체에 대한 크론씨병을 가진 스테로이드 내성을 가진 환자에게 장기간 병을 완화시키는데 있어 아주 중요한 옵션이다.
인플릭시맵(Infliximab)은 생쥐단일클론항체가변영역 과 인간 면역글로블린 G1분자의 불변영역을 가진 키메릭 단클론항체(AcM) 로서 결합되어 높은 친화성과 특이성을 가진 자유 및 결합 종양괴사인자-알파(TNFα)의 효과를 중화시킨다(Knight DMK et al. (1993) 생쥐-인간키메릭 항 TNF 항체의 생성 및 초기 특성화(Construction and initial characterization of a mouse-human chimeric anti-TNF antibody. Mol Immunol 30:1443-1453).
에타너셉트(Etanercept)는 인간면역글로블린 G1분자의 Fc 부위에 접합된 인간 종양괴사인자 수용기 2(TNFR2)의 용액부위의 두개의 모노메트린사슬을 포함하는 재조합된 단백질이다 IgG1 (Mohler KM et al. (1993) Soluble tumor necrosis factor (TNF) receptors are effective therapeutic agents in lethal endotoxemia and function simultaneously as both TNF carriers and TNF antagonists. J Immunol 151: 1548-1561).
이 분자는 류머치스성 관절염과 같은 다른 염증성 질환의 치료를 위해 성공적으로 사용되고 있다) (Moreland LW et al. (1999) (류머치스성 관절염에서의 에타너셉트치료) Etanercept therapy in rheumatoid arthritis To randomized, controlled trial. Ann Intern Med 130: 478-486).
그러나, 인플릭시맵과 달리 에타너셉트는 크론씨병에서의 임상적 혜택을 제공하지 않는다. 반델 브란데 및 그 동료들은 두개의 의약품에서의 효과성 차이는 크론씨병을 치료하는데 있어서는 단핵세포와 활성화된 고유막T세포의 세포자살을 유도하는 인플릭시맵의 능력에 기인한다는 것을 시사하고있다(Van de Brande JMH et al. (2003) (인플릭시맵은 크론씨병환자로부터의 고유막 T-임파구에서 세포자살을 유도하지만 에타너셉트는 세포자살을 유도하지 못한다(Infliximab but not Etanercept induces apoptosis in lamina propria T - Lymphocytes from patients with Crohn's disease. Gastroenterology 124: 1774-1785).
에타너셉트는 그의 자살촉진효과에 기인한 크론씨병에서 유효한 인플릭시맵과 같은 그러한 세포자살을 유도하지 않는다.
T-세포 자살을 유도하는 인플릭시맵(infliximab)및 기타약제를 사용하여 크론씨병환자를 치료한후 얻어진 임상결과는 점막T세포 구획에서 세포자살 기제의 부활이 크론씨병을 치료하는데에 가장 중요한 요소라는 것을 암시하고 있다.
현재까지 인플릭시맵은 크론씨병 환자를 치료하는데 있어 가장 성공적인 치료약이다. 이 치료는 궤양성대장염을 치료하는데 있어서도 사용되어 왔다. 그러나 이러한 치료약의 사용은 부작용을 일으켰는데 이로 인해 발생하는 광범위한 면역억제로 인한 결핵과 마이코 플라스마 감염증과 같은 아픈 증상의 증가 같은 것이었다(Kooloos WM. (2007) (류머치스성관절염과 크론씨병의 항TNF치료에 있어서의 약물유전학의 잠재적인 역활 (Potential role of pharmacogenetics in anti-TNF treatment of rheumatoid arthritis and Crohn's disease. Drug Discovery Today 12: 125-31).
결과적으로, 현재 주요한 과제는 광범위한 면역억제를 하지않고도 특이성을 가진 병원성 세포를 제거할 수 있는 치료전략의 개발이다.
이러한 목적으로, 항원 특정전략이 지난 몇 년간 면역반응을 억제하려는 것이 아니라 면역반응을 규제하려는 의도로 적용되어 왔다. 이러한 의미에서 자연 자가항원 또는 APL 펩티드는 말초 관용 메카니즘을 유도하기 위한 그러한 목적에서 사용되고 투여되었다(Prakken B et al. (2004) Epitope-specific immunotheraphy induces immune deviation of proinflammatory T cells in RA. PNAS 12 (101): 4228-33; Ben-David H et al. (2005) Down-regulation of myasthenogenic T cell response by to dual altered peptide ligand via CD4+CD25+-regulated events leading to apoptosis. PNAS 102 (6): 2028-33; Paas-Rozner M et al. (2001) The nature of the active suppression of responses associated with experimental autoimmune myasthenia gravis by a dual altered peptide ligand administered by different routes. PNAS 98 (22): 12642-7).
APL 은 T세포 수용기 또는 T세포의 완전한 활성화를 위한 필요한 일련의 과정에 간섭하거나 수정하는 주조직 적합성 복합체 (Major Histocompatibility Complex:MHC) 와 접촉하는 필수적 위치에서 하나 또는 몇 개가 치환된 면역원성 펩티드의 유사물이다.(Bielekova B and Martin R (2001) 변형 펩티드 리간드를 통한 항원특정면역조절(Antigen-specific immunomodulation via altered peptide ligands). J Mol Med 79: 552-65).
실험적으로 펩타이드리간드의 고유속성을 조정하는 능력은 면역세포반응의 속성,과정 그리고 힘을 적절히 변화시킬 수 있도록 해주고있다..
특허번호 WO2006/032216의 국제출원에서는 인간 열충격단백질 분자량 60kDa(Hsp60으로 칭함) 로부터 추출한 APL 펩티드가 류마티스성관절염의 치료를 위한 그러한 펩티드의 약학적제재의 사용과 함께 특허청구범위로 주장되었다.
1형당뇨병(인슐린의존형당뇨병)은 인슐린을 생산하는 이자의 베타세포(βcells )를 파괴하여 포도당 대사의 철폐에 이르게 하는 T세포에 의해 매개되는 자기면역반응의 특수한 질병이다(Brown L and Eisenbarth GS (1990) 1형당뇨병: 인간,생쥐,쥐에서의 만성적인 자가면역질환(Type 1 diabetes: A chronic autoimmune disease of human, mouse, and rat). Annu Rev Immunol 8: 647-79).
이러한 병의 임상징후는 면역체계가 이자세포의 80~90% 가까이 비활성화 시킨 후에 나타난다. 현재의 치료법은 인슐린의 내생적인 생산을 보장하기 위해서 이자세포에서 영구 손상이 발생하기 전에 자가면역과정을 소멸시키는 안전하고,특별하고 효과적인 방법을 찾는데 주목하고 있다. 관용유도는 1형당뇨병의 치료를 위해 확대된 개념이다. 이룬코헨과 그 동료들은 이러한 질병의 치료와 진단을 위해 인간열충격단백질(Hsp60)의 사용을 보호하였다(미국특허번호 6682897).
미국특허번호 6682897
nature clinical practice 저널지
본발명은 염증성 장질환 (크론씨병 과 궤양성대장염) 그리고 1형 당뇨병(인슐린의존성당뇨병)의 치료를 위한 새로운 치료옵션을 제공하여 상기 전술한 문제점을 해결하려는 것이다.
본발명의 본질은 염증성 장질환 (크론씨병 과 궤양성대장염) 그리고 1형당뇨병(인슐린의존성당뇨병) 의 치료를 위한 약학적조성물의 제조를 위해 인간 열충격단백질(Hsp60)로 부터 유도된 면역조절물질인 APL 펩티드 및 그 유사물의 사용이다. 염기서열이 SIDLKDKYKNIGAKLVQLVANNTNEEA 인 이펩티드는 염기서열 아이디 번호 1으로 염기서열목록에 기재되어 있다.
이 펩티드는 크론씨 병을 가진 환자의 활성화된 대장고유막 그리고 말초혈액 T세포 의 세포자살의 유도를 촉진하여 종양괴사인자-알파(tumor necrosis factor alpha ; TNFa) 항체의 사용시 흔하게 나타나는 비특이적인 면역 억제을 유발하지 않고서도 이 질병의 병인에 포함된 T 세포 클론이 억제되도록 한다. 염증성장질환의 치료를 위해 면역 조절물질인 APL 펩티드와 그 유사물의 사용은 병의 특징적인 염증성진행에 기여하는 T세포의 클론을 중화시키는 데 향해져 있다.
본 발명의 약학적 제재는 높은 특이성에 의해 특징되는데, 왜냐하면 병원성의 활성화된 T 세포의 중화때문이다.이러한 사실은 이러한 제재의 안전성에 뚜렷하게 기여하는 것인데 이는 왜냐하면 이 제제는, 결핵이나 마이코플라즈마 병을 일으키는 기회주의적 감염 같은 부작용을 최소화시키기 때문인데. 이들 병은 인플릭시맵( infliximab)과 같은 약제의 사용으로 야기된 광범위한 면역억제 또는 메토트렉세이트 [methotrexate](암의 성장을 억제하는 세포독성물질(細胞毒性物質).특히 여성에게 드물게 걸리는 악성 종양인 융모암(絨毛癌)을 비롯한 각종 암의 치료에 쓰임)의 사용에 기인한 림프종과 같은 종양화 과정과 관련되어 있다.
염증성 장 질환의 치료를 위한 약물의 생산을 위해 앞서 언급한 면역 조절물질펩티드의 사용은 비경구 경로 (예를들면, 피내의, 피하 또는 정맥 주사)로 의 투여와 독립적으로, 그 유효성분은 필수적으로 위장관에 즉 위 소장 및 대장 으로 바이오분배(biodistribute)된다.
또한, 이들 장기에서 펩티드는 생물 학적 메커니즘을 발휘하는 데 필요한 시간만큼 남아 있다. 이전에 설명한 바와 같이, 대장 질환에서는, 공생박테리아에 대한 효과기 T 세포의 통제불능의 활성화가 위장관에서 이루어진다.
이 펩티드 바이오분배 와 병원성 내강 T 세포의 세포자살을 유도하는 그능력은 크론씨병 및 궤양성대장염 치료에 대해 이 APL 펩티드를 사용하는 정당성을 부여해준다.
본발명의 약학적 제재의 사용은 제 1 형 당뇨병(인슐린의존성당뇨병)과 같이 자가반응 T 세포가 역시 중요한 역할을 하는 재발-완화의 반복적인 특징의 기타 다른 염증성 질환으로 확장될 수 있다.
염기서열 아이디 번호 1로 염기서열목록 식별되는 APL(Altered Peptide Ligand) 은 국제특허출원 WO 2006/032216 에서 류머티즘성 관절염(RA)의 치료를 위한 펩티드의 약학적제제의 사용을 위해 주장되었다. 그러나 이 특허는 이 펩티드가 염증성장질환 그리고 1형당뇨병(인슐린의존성당뇨병)의 치료를 위해 사용될 수 있다는 것을 주장하거나 제안하지 못하였다.
염증성장질환은 자가면역질환으로 생각되지 않는다. 왜냐하면 자기항원에 대한 면역반응은 염증의 시작과 유지에 책임이 없기 때문인데 적어도 현재까지는 통상적으로 관련된 자기항원은 알려져 있지 않으며 이는 자기면역질환과 대비되는 것이다.
이들 질병의 기원은 공생박테리아의 존재와 공생유기체에 대한 면역반응에 의존한다. 이러한 사실을 받쳐주는 실험적 증거의 하나는 무세균조건하에서,장내대장균이 재구성되지 않는다면 IBD질병은 유도되지 않는다는 것이다(Chandran et al. (2003) (염증성장질환(Inflammatory bowel disease): dysfunction of GALT and gut bacterial flora (II). Surgeon 1:125-136; Strober et al. (2002) 염증의 점막모델의 면역(The immunology of mucosal models of inflammation). Annu. Rev. Immunol 20:495-549).
그러므로 박테리아 항원은 질병의 유도를 자극하는 것으로 생각된다.
아이런 코헨미 그 동료들에게 권리가 부여된 미국 특허 6682897호는 1형당뇨병 (인슐린 의존성 당뇨병) 진단과 치료를 위해 인간 열충격단백질(Hsp60) 펩티드의 사용을 기술하고 있다. 이 염기서열 아이디 번호 1로 식별되는 염기서열은 이 특허에는 속하지 아니하였으며 또한 염기서열아이디 번호1의 펩티드에 대한 유사한 생리활동도 고려되지 아니하였다.
이들 작자들과 달리, 본원 출원에서 출원인은 병의 발전과정에 개입된 병원성 T세포의 세포자살을 유도하기 위해서 염기서열 번호 1 , 즉 인간 열 충격단백질 (Hsp60) 으로 부터 추출한 APL 펩티드의 사용을 밝히고자 하는 것이다.
본 발명의 실시 예는 처음으로 위장관으로의 바이오분배와 관련된 염기서열 아이디 번호 1 펩티드의 속성과 크론씨병, 궤양성대장염 그리고 1형 당뇨병(인슐린의존성당뇨병)의 치료를 위해서 이 펩티드의 사용을 가능케하는 T세포의 병원성 클론의 세포자살을 유도하는 능력을 보여준다. 동종업계에 근무하는 일반기술자 시각에서 ,국제특허출원번호 WO 2006/032216에서 제시한 요소에 기초하여 본 발명에서 주장하는 펩타이드의 신규한 사용을 예견하는 것은 가능하지 않다.
염기서열 아이디 번호 1 로 식별되는 염기서열의 펩티드 또는 그 유사물은 펩티드 합성의 통상적인 방법으로 생산될 수 있으며 후술하는 바 실시 예에서 설명되는 것과 같은 실험에서 유도된 수준과 면역 반응의 품질로 평가될 수 있다.
본 발명의 전후관계에서, 유사물라는 용어는 상기 염기서열(염기서열번호 1번)의 한 개 또는 그 이상의 변형을 포함하지만 그러나 전술한 펩티드의 동일한 생물학적활동을 가지는 APL 펩티드도 여전히 지칭한다. 그 변형은 하나의 아미노산을 치환, 제거, 또는 삽입한 것을 포함하는데 바람직하게는 치환한 것이다. 유사물은 바람직하게는 9개의 변형보다 적은 것을 포함하는 것이 바람직하며 더욱 바람직하게는 6개의 변형체 그리고 가장 바람직하게는 2개의 변형체 이하를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 염기서열 아이디 번호 1 로 식별되는 인간 열충격단백질 Hsp60으로 부터 추출된 APL 펩티드 또는 그 유사물로 이루어진 염증성장질환 과 1형당뇨병(인슐린의존성 당뇨병)을 치료하기 위한 약학적조성물이다. 본 발명의 약학적조성물에서 펩티드의 양은 숙주에서 효과적인 면역반응을 일으킬 수 있는 그러한 양이다.
효과적인 양이란 크론씨병의 염증적인 표시를 명백히 감소시키며 이병의 진행중의 특징적으로 나타나는 위장관의 염증중심(병소(病巢) )을 소멸시키도록 하는 T세포자살의 유도를 일으키도록 투여되는 양이다.
치료과정 중에, 환자에게 투여되는 약학적조성물의 양은 특정한 요소 이를테면, 나이,성별, 일반 건강 상태 와 통상적인 면역반응의 수준에 따라서 변할 수 있을 것이다.
본 발명은 또한 염증성장질환(크론씨병 과 궤양성대장염)과 1형당뇨병(인슐린의존성당뇨병) 의 치료를 위한 방법과 관련되어 있는데 이것은 염기서열 아이디 번호 1 로 식별되는 펩티드 및 그 유사물로 이루어진 약학적조성물의 효과적인 양을 환자에게 투여하는 것을 포함하고 있다..
본 발명에 따르면, 염증성장질환(크론씨병 및 궤양성대장염)의 치료를 위한 과정에 있어서는 약학적조성물이 비경구 또는 점막 경로에 의해 투여된다. 본 발명에 따르면, 약학적 조성물은 피부층경로,피하경로,근육내경로 및 정맥내경로를 포함한 집단에서 선택된 비경구경로를 통해 투여된다. 또다른 구체적실시 예에서, 약학적조성물은 직장경로 그리고 구강경로를 포함하는 집단에서 선택된 점막경로를 통해 투여된다. 이들 질병의 속성때문에, APL 펩티드 및 그 유사물은 관장으로서 투여되는 제형의 부분이 되거나 혹은 구강경로로 투여되기에 적당한 약학적제형으로서 투여되는 제형의 부분이 될 수 있다.
본발명의 펩티드는 크론씨 병을 가진 환자의 활성화된 대장고유막 그리고 말초혈액 T세포 의 세포자살의 유도를 촉진하여 종양괴사인자 알파(tumor necrosis factor alpha ; TNFa) 항체의 사용시 흔하게 나타나는 비특이적인 면역 억제을 유발하지 않고서도 이 질병의 병인에 포함된 T 세포 클론이 억제되도록 한다.
제1도는 활성 크론씨병환자(A) 와 건강한기증자(B) 로부터의 말초혈액단핵세포(혈액내 백혈구 세포)의 생존능력에 대한 염기서열 아이디 번호 1 의 펩티드효과. 서로 다른 문자는 음성대조군(O ug/mL)과 이 집단에서 평가된 펩티드의 투여량중 각1개 사이의 심각한 통계적 차이를 가리킨다.
제2도는 크론씨병 환자로부터의 말초혈액단핵세포(혈액내백혈구세포)에서의 염기서열 아이디 번호 1 펩티드에 의해 유도된 세포자살의 시현을 위한 투과전자현미경이다.: 패널 A,B: 미처리된 세포(음성대조군). 패널 C-H: 염기서열 아이디 번호 1(40ug/mL)의 펩티드로 처리된 세포,풍부한 액포(AV),핵분열(NF),염색질의 응축과 perinuclear 및 크로마틴의 이동(CMC),손상되지않은 세포질의 세포기관(ICO), 세포사멸체(AB),세포사멸체식균작용(P AB)
제3도는 크론씨병환자의 대장고유막으로부터의 단핵세포에서 염기서열 아이디 번호 1 의 펩티드에 의해 유도된 세포자살의 시현을 위한 투과전자 현미경 패널 A,B: 미처리된 세포(음성대조군). 패널 C, D: 염기서열 아이디 번호 1 (40ug/mL)의 펩티드로 처리된 세포,핵분열(NF),핵주위 응축 및 크로마틴의 이동(CMC), 세포사멸체(AB)
제4도는 비활성 크론씨병환자로부터의 단핵세포의 생존능력에 관한 염기서열 아이디 번호 1 의 펩티드의 효과. X축에서 A: 항-CD3 항체를 구비한 비활성세포 B: 항-CD3항체를 구비한 활성세포. 다른 문자는 음성대조군(0 ug/mL)와 이 집단에서 평가된 펩타이드의 투여량의 각 하나 사이의 중대한 통계적 차이를 가리킨다.
제5도는 1형 당뇨병(인슐린의존성 당뇨병)으로부터의 말초혈액단핵세포(혈액내백혈구세포)에서의 염기서열 아이디 번호 1 펩티드에 의해 유도된 세포자살의 시현을 위한 투과전자현미경 그림 : 각 패널 A,B: 미처리된 세포(음성대조군). 패널 C-D: 염기서열 아이디 번호 1 (40ug/mL)의 펩티드로 처리된 세포,풍부한 액포화(AV),핵분열(NF); 핵주위응축 및 크로마틴의 이동(CMC),세포사멸체(AB),세포사멸체식균작용(P AB)
제6도는 루이스 쥐에서 염기서열 아이디 번호 1 의 펩티드의 바이오분배연구
A : 정맥 경로 0.25 mg / kg 체중.
B : 정맥경로 1 mg / kg 체중.
C :피내경로 0.25mg / kg 체중.
D : 피내경로 1mg / kg 체중.
분석 조직은 다음과 같습니다
1. 간 2. 비장 3. 신장 4. 심장; 5. 폐; 6. 자궁 경부 신경절; 7. 겨드랑-상완 신경절; 8. 장간막신경절사슬, 9. 골반 신경절; 10. 갑상선; 11. 위장;12. 소장; 13. 대장.
실시 예
실시 예 1. 성크론씨병환자와 건강한 기증자로부터의 추출한 말초혈액단핵세포의 생존능력에 대한 APL 펩티드의 효과
크론씨병 환자와 건강한 기증자로부터의 정맥주사로 혈액을 추출하여 항응고제 솔루션이 (나트륨 구연 산염 123 mM, 인산 나트륨 일염기 18.5 mM, 구연산 17 mM과 포도당 141.5 mM) 포함된 멸균 튜브에 수집되었다. 각 환자의 혈액은 인산염완충식염수(Phosphate Buffered Saline solution ) 1X ( PBS1X 으로 약칭함) 에서 1:2로 희석되었고 이 희석액의 5mL 가 15mL의 원심분리튜브 에서 Ficoll - PaqueTM 플러스용액 (애머스햄, Biosciences AB, 스웨덴)3 mL에 추가되어 1,200 rpm으로 30분간 원심분리되었다.
단핵세포들에 해당하는 링이 추출되었다.나중에, 세포는 인산염완충식염수(PBS1X)의 15 mL로 두 번 세척되었으며 각 세척 후, 그들은 900 rpm으로 원심분리되었다. 마지막으로, 세포의 펠렛은 소 태아 혈청의 10 %를 포함하는RPMI 1640 용액에 현탁되었고 그리고 페니실린 (100U/mL), 스트렙토 마이신(100U/mL), 25 mM / L 및 L - 글루타민 2mM (모든 Gibco BRL 로부터 얻음)이 보충되었다. 희석 세포 현탁액 (1:20 으로 보충 RPMI에 희석하여 1:2 로 염색실시(Boehringer 만하임,독일)은 뉴바우어 세포 수 측정실 (Neubauer cell counting chamber)에서 수치화되었다.
단핵세포는 평평한 96 - 웰 플레이트 (코스타, USA)에서 웰 당 105 세포의 밀도로 분배되었으며, APL 펩티드(염기서열 아이디 번호 1)의 72시간동안 각 다른 농도 즉 10,40,160 ug/mL에서 처리되었다. 처리되지 않은 세포들은 기저성장 대조군으로 사용되었다.
세포 생존 능력에 대한 APL 펩티드의 효과는 공급업자에 의해 기재된 프로토콜에 따라 3- (4,5 -dimethyldiazol - 2 - yl) -2,5 디페닐 테트라 졸륨 브로마이드(MTT, 시그마, USA) 방법으로 결정되었다.
MTT는 조직배양매체에 용해되지 않는 포르마잔(formazan)생성물에 활발한 대사활동을 가지는 세포에서 발견되는 미토콘드리아의 탈수소 효소에 의해 줄어든다. 562nm에서 흡광도로 측정 되는 포르마잔 생성물의 양은 배양액의 살아있는 세포의 수에 비례한다 72 시간 5 % CO2의 습한 분위기에서 섭씨 37도 에서 72시간 배양한 후에, MTT (5mg /ml) 의 20 ul이 각 웰에 추가되었다. 다음에 플레이트는 동등한 배양조건에서 4시간 동안 배양되었다.
그리고 나서, 이후, 2 - 부타놀 솔루션(20 % 황산 나트륨 도데 킬(sodium dodecyl sulphate:SDS), 2 - 부타놀 50 % 그리고 염산 2N) 100uL 이 추가되었고 각 웰은 부드러운 피벳팅에 의해 균질 해 졌다. 나중에 플레이트는 포르마잔(formazan)을 용해하기 위해 섭씨 37 도 에서 30 분간 지속적인 교반을 유지했다.
마지막으로, 562 nm의 흡광도에서는 96 - 웰 플레이트판독기를 사용하여 기록되었다.
그래프패드프리즘소프트웨어(GraphPad Prism Software)가 통계분석을 위해 사용되었다. 데이타는 수단 SE 로 표현되었다. 사용된 통계테스트는 Kruskal-Wallis 인데 이것은 다수비교를 위한 비모수 테스트이다 다음에, Dunn 테스트가 통계적으로 다른 매체인 집단을 식별하기 위해 사용되었다. 값 P <0.05는 중요한 것으로 간주되었다.
도 1에 도시된 바와 같이 , 치료받지않은 세포(p<0.001)과 비교해서 펩타이드의 모든 투여에서 활성의 크론씨병 환자로부터의 혈액내 백혈구세포의 생존능력을 심각하게 감소시켰다. 그러나 이 펩티드로 한 치료는 건강한 기증자로부터의 단핵세포의 생존능력에 아무런 영향을 끼치지 않았다.(실험에서 평가된 APL 펩티드의 어떤 투여에서도).
이 결과는 크론씨병환자의 세포에서 이 펩티드에의해 유도된 세포사멸 메카니즘의 특이성을 제안하고 있다. 이러한 결과는 활성 크론씨병 및 5명의 건강한 기증자에 의해 이루어진 것이다.
실시 예 2. 투과전자현미경에 의한 크론씨병 환자 의 말초 혈액단핵 세포에서의 APL 펩티드에 의해 유도된 세포 사멸 메커니즘의 식별.
활성 크론씨병 환자로부터의 말초 혈액 단핵 세포에서 APL의 펩타이드 (본 발명에서 염기서열 아이디 번호 1로 식별된)에 의해 유도된 세포 죽음의 메커니즘이 세포자살에 의해 매개된다는 것을 식별할 목적에서 샘플이 투과전자현미경(TEM)에 의해 분석되었다.
이 기술은 세포자살 발생의 반박할 수 없는 근거인 세포자살세포의 형태적특성을 시각화하도록 해 준다. 이러한 특성은 다음과 같다: 전자-밀도 뉴클레우스(초기단계에서 염색질의 핵주위로이동), 핵분열,  혼란스럽고 그리고 손대지않은 세포질내 세포기관, 거대하고 쉽게 구별 가능한 액포, 세포 표면의 변화와 세포자살체에서의 세포의파괴.
인접 세포에 의해 세포사멸체의 식세포활동 과정도 역시 이 기술을 통해 관찰할 수 있다(화이트 M 외 (2004) 전자 현미경을 기반으로 세포자살을 감지하는 형태소 접근 방법(A morphologic approach to detect apoptosis based on electron microscopy) Methods Mol Biol 285 :. 105-11).
크론씨병 환자의 말초 혈액 (10x106 세포)에서 격리된 단핵세포는 72 시간 동안 40 ug/mL 의 농도에서 APL 펩티드와 그리고 APL 펩티드없이 배양되었다. 미처리 세포는 분석 대조군으로 사용되었다.
배양 72 시간 후, 샘플은 1 시간동안 인산염완충용액 0.1 M 에서 글루 타 알데히드용액 1 % 파라 포름 알데히드 4 % 솔루션을 사용하여 고정되었다. 다음에 이들 세포는 인산염완충용액(PBS1X)으로 세척되었으며 1시간 동안 2 %의 오스뮴의 테트라옥사이드(osmium tetraoxide) 솔루션으로 처리되었다.
나중에, 세포는 cocodilate 완충용액 0.1 M로 두 번 세척되었으며 샘플은 알콜의 증가된 농도 (30-100%)에서 탈수되었다. 이어서, 세포는 전자 현미경관찰을 위해 에폭시 수지 스퍼를 사용하여 침투되었으며 (Spurr AR (1969) 전자현미경을 위한 저점도 에폭시 수지임베딩매체 ( A low-viscosity epoxy resin embedding medium for electron microscopy). J Ultrastruct Head 26(1): 31-43) 그리고 중합이 섭씨 70도에서 24시간 동안 수행되었다.
초미립 섹션 (40 nm)이 초미세절단기(ultramicrotome)(노바, LKB)를 사용하여 절단되었으며 니켈 그릴에 장착되었다. 나중에, 샘플은 5 분 동안 메탄올의 과포화 우라닐 아세테이트의 솔루션으로 처리되었다. 분석은 전자 현미경 JEOL / JEM 2000 EX (JEOL, 일본)에서 실시되었다.
제2도는 활성 크론씨병환자로 부터 채취한 단핵세포에서 주사전자현미경으로 얻어진 결과를 나타내었다. 관찰된 대로, 미처리된 세포는 정상형태(A,B)를 가지고 있었다. 그러나, APL 펩티드 (염기서열 아이디 번호1))로 처리된 세포에서는 예정세포사멸과정특성을 나타내는 형태적 변화가 관찰될 수 있었다(C-H).특히, 뉴클레우스의 말단에 대한 염색질의 이동과 응집이 목격되었는데, 이것은 세포의 뉴클레우스(N)에서 세포자살동안 일어나는 초기의 형태적 변화의 하나이다.
또한, 핵 분열 (NF)과 예정사멸세포몸체(AB)가 이둘 샘플에서 관찰되었다. 심지어, 세포부스러기의 출현에 의해 예정사멸세포몸체(P AB)의 식세포활동이 일어나고 있음도 알 수 있었다. 세포질의 세포기관은 제2F도에서 관찰된 것처럼 손상되지 않고 남아 있는데 이것은 세포고사에 의한 세포사망의 특징이다. 이들 결과는 활성 크론씨병 환자에게서 채취된 단핵세포에서 이 APL 펩티드에 의해 유도된 세포사멸 메카니즘이 세포자살에 의해 중재되고 있음을 말해준다.
주사전자현미경(TEM)에 의해 수행된 이들 환자세포의 분석은 또한 단핵세포 사이에 세포자살에 빠진 세포군의 식별을 가능하게 했다. 이러한 결과는 혈액 백혈구 (monocytes, lymphocytes 및 polymorfonuclears)가 여러 종류의 서로 다른 형태를 가지고 있기 때문에 가능한 것이다.
단핵 세포들 가운데, 우리는 림프구가 세포자살 될 세포군인 것을 식별했다. 형태적인 관점에서, 림프구는 단핵세포보다 작고 또한 둥근 뉴글레우스와 적은 세포질을 가지고 있다. 더욱이, 림프구는 LAX 염색질을 또는 말굽형태의 뉴클레우스를 보여주지 않습니다. 이것은 단핵세포의 특징히다.말굽 형태와 현재의 핵하지 않는 (Junqueira LC and Carneiro J (2005) 기본조직학(Basic Histology). 제6판(Sixth edition). Editorial Masson, 바르셀로나,스페인).
실시 예3. 크론씨병 환자로부터의 대장고유막 단핵세포에 대한 APL 펩티드에 의해 유도된 세포사멸 메카니즘의 식별
염증을 일으킨 부위에 해당하는 장조직으로부터의 샘플이 동의하에 얻어졌다. 샘플은 냉동된 저칼슘, 저마그네슘 HBSS 용액으로 유지되었다.
고유막단핵 세포는 불과 북맨에 의해 기술된 디티오트레이톨(Dithiothreitol) / 에틸렌 테트라에세틱산(Ethylenediamine tetraacetic acid ) / 콜라게나제(Collagenase) 방법을 사용하여 이들 조직에서부터 분리되었다.(Bull DMK and Bookman MA (1977) 인간 장점막 세포의 불리 및 기능적특성화(Isolation and functional characterization of human intestinal mucosal lymphoid cells). J Clin Invest 59: 966-974) with the modifications carried out by Van Tol and colleagues (Van Tol EA et al. (1992) The CD56 adhesion molecule is the major determinant for detecting non-major histocompatibility complex-restricted cytotoxic mononuclear cells from the intestinal lamina propria. Eur J Immunol 22: 23-29)
크론씨병환자(10X106세포)로 부터의 고유막 단핵세포들이 APL 펩티드(염기서열 아이디 번호 1)(40ug/mL)와 함께 그리고 없이 배양되었다. TEM(제3도)에 의해 시행된 분석은 이 펩타이드가 이 개체군의 대부분을 세포자살로 인한 죽음으로 유도하고 있다는 것을 나타내었다. 처리되지 아니한 세포는 통상의 형태소를 가지고 있다(A-B)
실시 예4. 항- CD3 항체로 활성화된 후에 비활성 크론씨병환자로부터 채취한 말초 혈액 단핵 세포의 생존능력감소
비활성 크론씨병환자로부터 말초혈액단핵세포(혈액내 백혈구 세포)는 5 %의 CO2의 습한 환경에서 섭씨 37 도로 72 시간동안 항-CD3항체(e-Biosciences)로서 활성화되었다. 항-CD3 항체의 부가는 세포개체군에서 T세포의 다중클론 활성화를 발생시킨다. 활성화된 림프구는 PBS1X 솔루션으로 세척되고 그런 다음 APL 펩티드(염기서열 아이디 번호 1)의 각각 다른 농도(10,40 그리고 160ug/mL)로 1시간 동안 배양되었다(1X105세포). 항-CD3 항체없이 72시간 동안 배양된 말초혈액단핵세포(혈액내백혈구세포)는 활성화분석의 대조군으로서 사용되었다(비활성세포). 이 시간후에, 이들 세포는 APL 펩티드의 동일한 농도로 배양되었다.
실시 예 1에서 기술된 대로, 세포의 생존능력은 MTT 방법을 사용하여 결정되었다. 제4도에 도시된 바에서 알 수 있듯이. APL펩티드가 비활성 크론씨병을 가진 환자의 단핵세포 생존능력을 감소시키지 않는다. 그러나 이펩티드는 항-CD3 항체로 활성화된 이들 세포의 생존능력을 감소시킨다.
이러한 결과는 실시 예 1과 2에서 보여지고 있는 것들 즉 이 펩티드가 건강한 기증자(실시 예1)로부터 단핵세포의 생존능력에 영향을 끼치지 않고 또 세포자살로 떨어지는 활성 크론씨병에 감염된 환자로부터의 단핵세포의 주개체군으로서의 림프구의 식별(실시 예2)은 이 APL 펩티드(염기서열 아이디 번호 1)가 높은 특이성으로 병원성의 활성 T 세포의 세포자살을 유도할 수 있다는 것을 암시해준다.
실시 예 5. 1형 당뇨병( 인슐린의존성당뇨병 ) 환자의 말초 혈액 단핵세포의 생존능력에 대한 APL 펩티드의 효과평가.
실시 예 1에서 기재된 대로 1 형당뇨병 (인 슐린의존성당뇨병) 환자의 말초 혈액단핵 세포가 원심분리에 의해 PaqueTM PLUS 용액 위에 분리되었다. 그렇게 하기 위해 10x106 의 세포가 72 시간 동안 APL 펩티드 (40 ug/ mL)로 처리되었다. 처리되지 않은 세포는 분석을 위한 대조군으로 사용되었다. 제5도에 도시된 바와 같이 이 펩티드로 처리된 세포는 앞서 기술한 세포자살(패널 C-D) 의 세포형태(실시 예2)를 가지고 있었다. 한편, 처리되지 않은 세포(패널 A-B)는 일반적인 형태를 가지고 있다. 이러한 결과는 APL 펩티드가 1형 당뇨병(인슐린의존성당뇨병) 환자의 단핵세포에서 세포자살을 유도하고 있음을 시사하고 있다.
실시 예 6 루이스 쥐에서의 APL 펩티드의 바이오분배연구(염기서열 아이디 번호 1로 식별됨)
APL 펩티드는 (염기서열 아이디 번호 1 식별) I125 동위원소로 라벨이 붙었으며 그것은 정맥과 피부 경로를 통해 0.25 mg 과 1mg / Kg 의 개체 중량비로 루이스 쥐에게 투여되었다.
여섯 동물이 각 실험집단에서 펩티드 접종 후 4시간과 24시간에서 희생되었다. 방사능 수준이 각기 다른 장기에서 결정되었다. 그 결과는 방사능 선량 / 조직 g의 비율 (%)에 표현되었다,
본 연구는 이 펩타이드가 위장관 즉, 위, 소장과 대장에 바이오분배되어 생물 학적 메커니즘을 발휘하는 데 필요한 시간 동안 남아 있다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 크론씨병과 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환을 치료하는데 이 펩티드의 사용이 필요하다는 것을 확인해 주고 있다. 더욱이 이 펩티드는 제1형 당뇨병(인슐린의존성당뇨병)과 같은 기타 자가면역질환을 치료하는 데도 적용될 수 있다. 왜냐하면 위장관은 말초 관용을 유도하기가 좋은 장소이기 때문이다.
<110> Center for Genetic Engineering and Biotechnology <120> Use of an APL peptide for the treatment of Inflammatory Bowel Disease and Type 1 diabetes <130> APL in IBD and Diabetes <150> CU 2008-0254 <151> 2008-12-29 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 27 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of the Artificial Sequence: APL Peptide <400> 1 Ser Ile Asp Leu Lys Asp Lys Tyr Lys Asn Ile Gly Ala Lys Leu Val 1 5 10 15 Gln Leu Val Ala Asn Asn Thr Asn Glu Glu Ala 20 25

Claims (15)

  1. 인간 열충격단백질(hsp60) 에서 추출한 염기서열 아이디 번호 1로 식별되는 펩티드를 포함하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 염증성 장 질환은 크론씨병 및 궤양성 대장염 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 약학 조성물은 부형약 또는 약학적으로 허용되는 부형제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병 환자의 병원성 T세포 클론의 세포자살을 유도하는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 약학 조성물은 비경구 경로 또는 점막 경로로 투여되는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 약학 조성물이 피부내 경로, 피하 경로 및 근육내 경로 및 정맥내 경로 중에서 선택되는 어느 하나의 비경구 경로로 투여되는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 약학 조성물은 직장 경로 및 경구 경로 중에서 선택되는 어느 하나의 점막 경로로 투여되는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 또는 제1형 당뇨병의 치료용 약학 조성물.
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