KR102278630B1 - 선택적 전달 분자 및 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

본원은 (a) 세포 내로의 흡수 또는 조직 보유를 억제하거나 방해하기에 효과적인 산성 서열(부분 A), (b) 분자 수송 또는 조직 보유 서열(부분 B), (c) 부분 A와 부분 B 사이의 링커, 및 (d) 적재물(cargo) 모이어티(moieties)(부분 DA 및 DB)를 포함하는 선택적 전달 분자를 개시한다.

Description

선택적 전달 분자 및 사용 방법{SELECTIVE DELIVERY MOLECULES AND METHODS OF USE}
교차참조
본원은 2013년 1월 30일자로 출원된 미국 가출원 제61/758,680호(전체로서 참고로 도입됨)의 이익을 주장한다.
1. 미국 특허출원공개공보 US2005-0107583호(2005.05.19.) 2. 미국 특허출원공개공보 US2012-0114563호(2012.05.10.) 3. 미국 특허출원공개공보 US2011-0286915호(2011.11.24.) 4. 미국 특허출원공개공보 US2001-0021763호(2001.09.13.)
1. JIANG. TAO. et al., 'Tumor imaging by means of proteolytic activation of cell-penetrating peptides'. PNAS, 21 December 2004, Vol. 101. No. 51, pp. 17867-17872 2. VAN VLERKEN, LILIAN E. et al., 'Poly(ethylene glycol)-modified nanocarriers for tumor-targeted and intracellular delivery', Pharmaceutical Research, 29 March 2007. Vol. 24, No. 8. pp. 1405-1414
특정 실시양태에서, 본원은 SDM-41에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-42에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-43에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-44에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-45에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-46에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-47에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-48에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-49에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-50에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-51에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-52에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-53에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-54에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-55에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-56에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-57에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-58에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-59에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-60에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-61에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-62에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-63에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-64에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-65에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된 분자를 포함하는 조직 샘플을 개시한다. 일부 실시양태에서, 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 조직 샘플은 병리학 슬라이드 또는 절편이다. 일부 실시양태에서, 조직 샘플은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다.
특정 실시양태에서, 본원은 한 쌍의 영상화제(imaging agents)를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. 일부 실시양태에서, 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 관심 조직은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된 분자를 상기 개체에게 투여하는 단계; 및 (b) 한 쌍의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. 일부 실시양태에서, 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 조직은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 피부암 조직이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 개체로부터 관심 조직을 수술적으로 제거하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 관심 조직을 둘러싸는 수술 절제면은 감소된다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 제거된 관심 세포 또는 조직으로부터 조직 샘플을 제조하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 암성 조직을 병기분류하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 분자의 형광 모이어티와 형광-소광 모이어티 사이의 푀르스터스(Foersters)/형광 공명 에너지 전달을 가시화하는 단계를 추가로 포함한다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 화학식 I의 분자를 포함하는 조직 샘플을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합되고;
이때, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 조직 샘플은 병리학 슬라이드 또는 절편이다. 일부 실시양태에서, 조직 샘플은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다.
특정 실시양태에서, 본원은 한 쌍의 영상화제를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 하기 화학식 I의 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합되고;
이때, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 관심 조직은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서,
(a) 상기 개체에서 관심 조직에 편재(localize)하는 하기 화학식 I의 분자를 상기 개체에게 투여하는 단계; 및
(b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계
를 포함하는 방법을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합되고;
이때, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 관심 조직은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 개체로부터 관심 조직을 수술적으로 제거하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 관심 조직을 둘러싸는 수술 절제면은 감소된다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 제거된 관심 조직으로부터 조직 샘플을 제조하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 암성 조직을 병기분류하는 단계를 추가로 포함한다.
특정 실시양태에서, 본원은 펩티드 P-16에 따른 펩티드를 개시한다.
도 1은 SDM-41 농도가 증가함에 따라 SDM-41의 MMP-7 절단 속도가 증가하고, 이것이 미카엘리스-멘텐(Michaelis-Menten) 반응속도론과 일치한다는 것을 보여준다(실시예 2a).
도 2는 SDM-41에 대한 공여자(좌측), 수용자(중간) 및 형광 방출 비(우측) 영상을 보여준다(실시예 6a).
도 3은 마우스 전이성 림프절 모델에서 SDM-41을 사용한 양성 림프절 및 음성 림프절의 방출 비 데이터의 산점도(산포도)를 보여준다(실시예 6b).
도 4는 전이성 림프절 모델에서 SDM-41을 사용한 방출 비 데이터로부터 양성 또는 음성 전이성 예측을 배정하기 위해 사용된 역치 값을 변화시킴으로써 생성된 ROC 곡선을 보여준다(실시예 6b).
도 5는 유방암 환자로부터의 균질화된 암성 조직(M1120909A2, M1121603A2, M1121797A6) 및 건강한 조직(M1120909B2, M1121797B6, M1121603B2)에서 SDM-41 형광 비의 변화를 개별 반응속도론 기록선으로 보여준다(실시예 8). 암성 조직(M112090A2, M1121603A2 및 M1121797A6)은 정상 조직(M112090B2, M1121603B2 및 M1121797B6)보다 SDM-41을 더 빨리 절단한다.
도 6은 동일한 환자로부터의 인접한 건강한 조직보다 더 큰 정도(약 3배)로 SDM-41을 절단하는 균질화된 암성 인간 유방 조직을 예시한다(실시예 8).
선택적 전달 분자(SDM)는 특정 세포 및/또는 조직으로의 치료제 및/또는 영상화제의 표적화된 전달을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 (a) 분자 수송 또는 조직 보유 서열(부분 B), (b) 부분 A, B 또는 X에 결합된 적재물(cargo) 모이어티(moieties)(부분 DA 및 DB), (c) X 링커, (d) 거대분자 담체, 및 (e) 세포 내로의 흡수 또는 조직 보유를 억제하거나 방해하는 데에 효과적인 산성 서열(부분 A)을 포함한다. 일부 실시양태에서, 부분 A가 부분 B로부터 분리되게 하는 X 링커의 절단은 부분 B 및 부착된 적재물이 세포 및 조직 내로 흡수되거나 보유되게 하기에 효과적이다. 그러나, 선택적 전달 분자는 짧은 혈장 반감기를 가지면서 약동학적으로 신속히 제거될 수 있고 넓게 분포할 수 있고 비-특이적 흡수를 갖는 다수의 비-표적 조직으로부터 서서히 세척될 수 있다. 따라서, 증가된 생체내 순환, 비-표적 조직에 비해 표적 조직에서의 축적, 조절된 삼출 선택성 및 조절된 생체분포를 갖는 선택적 전달 분자가 필요하다. 영상화제의 경우, 배경 조직에 비해 표적 조직에서의 증가된 조영(contrast)이 필요하다.
특정 정의
본원에서 사용된 바와 같이, 달리 특정되어 있지 않은 한, 하기 용어들은 그들에게 부여된 의미를 갖는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "표적화 분자"는 관심 표적과 회합하는(예를 들면, 결합하는) 임의의 물질(agent)(예를 들면, 펩티드, 단백질, 핵산 중합체, 앱타머 또는 소분자)을 지칭한다. 관심 표적은 조직, 세포, 세포 구조물(예를 들면, 세포소기관), 단백질, 펩티드, 다당류 또는 핵산 중합체일 수 있다. 일부 실시양태에서, 표적화 분자는 대상체의 하나 이상의 암세포와 회합하는(예를 들면, 결합하는) 임의의 물질이다.
용어 PEG는 폴리에틸렌 글리콜 중합체를 의미한다. 일부 실시양태에서, PEG는 다분산성 PEG이다. 일부 실시양태에서, PEG는 이산성 PEG이다.
용어 "폴리펩티드", "펩티드" 및 "단백질"은 아미노산 잔기의 중합체를 지칭하기 위해 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 상기 용어들은 천연 발생 아미노산 중합체뿐만 아니라 하나 이상의 아미노산 잔기가 비-천연 발생 아미노산(예를 들면, 아미노산 유사체)인 아미노산 중합체에도 적용된다. 상기 용어들은 아미노산 잔기들이 공유 펩티드 결합에 의해 연결되어 있는, 전장 단백질(즉, 항원)을 포함하는 임의의 길이의 아미노산 쇄를 포괄한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "펩티드"는 전형적으로 2개 내지 약 50개 잔기의 길이를 갖는 아미노산 잔기의 중합체를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 펩티드는 약 2개, 3개, 4개, 5개, 7개, 9개, 10개 또는 11개 잔기 내지 약 50개, 45개, 40개, 45개, 30개, 25개, 20개 또는 15개 잔기의 길이를 갖는다. 특정 실시양태에서, 펩티드는 약 8개, 9개, 10개, 11개 또는 12개 잔기 내지 약 15개, 20개 또는 25개 잔기의 길이를 갖는다. 아미노산 서열이 본원에서 제공되는 경우, 상기 서열의 L-, D- 또는 베타-아미노산 버전뿐만 아니라 복귀(retro), 역위(inversion) 및 복귀-역위 동형체(isoform)도 고려된다. 또한, 펩티드는 하나 이상의 아미노산 잔기가 상응하는 천연 발생 아미노산의 인공 화학적 유사체인 아미노산 중합체뿐만 아니라 천연 발생 아미노산 중합체도 포함한다. 추가로, 상기 용어는 펩티드 연결 또는 다른 변경된 연결(예를 들면, 펩티드 결합이 α-에스테르, β-에스테르, 티오아미드, 포스폰아미드, 카바메이트, 하이드록실레이트 등에 의해 대체되는 경우(예를 들면, 문헌(Spatola, (1983) Chem. Biochem. Amino Acids and Proteins 7: 267-357) 참조), 및 아미드가 포화된 아민으로 대체되는 경우(예를 들면, 본원에 참고로 도입되는 미국 특허 제4,496,542호(Skiles et al.) 및 문헌(Kaltenbronn et al., (1990) Pp. 969-970 in Proc. 11th American Peptide Symposium, ESCOM Science Publishers, The Netherlands) 등 참조))에 의해 연결된 아미노산에 적용된다.
용어 "아미노산"은 천연 발생 아미노산 및 합성 아미노산뿐만 아니라, 천연 발생 아미노산과 유사한 방식으로 작용하는 아미노산 유사체 및 아미노산 미메틱(mimetics)도 지칭한다. 천연 발생 아미노산은 유전 코드에 의해 코딩된 아미노산, 및 나중에 변경된 아미노산, 예를 들면, 하이드록시프롤린, γ-카복시글루타메이트 및 O-포스포세린이다. 아미노산 유사체는 천연 발생 아미노산과 동일한 기본 화학 구조, 즉 수소, 카복실 기, 아미노 기 및 R 기에 결합된 α 탄소를 갖는 화합물, 예를 들면, 호모세린, 노르류신, 메티오닌 설폭사이드를 지칭한다. 이러한 유사체는 변경된 R 기(예를 들면, 노르류신) 또는 변경된 펩티드 골격을 갖지만, 천연 발생 아미노산과 동일한 기본 화학 구조를 보유한다. 아미노산 미메틱은 아미노산의 일반 화학 구조와 상이한 구조를 갖지만 천연 발생 아미노산과 유사한 방식으로 작용하는 화합물을 지칭한다. 아미노산은 D 아미노산 또는 L 아미노산이다.
아미노산들은 본원에서 그들의 통상적으로 공지된 3-문자 부호 또는 IUPAC-IUB 생화학 명명위원회에 의해 권장된 1-문자 부호에 의해 지칭될 수 있다. 마찬가지로, 뉴클레오티드들은 그들의 통상적으로 허용되는 단일 문자 코드에 의해 지칭될 수 있다.
당업자는 코딩된 서열에서 단일 아미노산 또는 작은 백분율의 아미노산을 변경시키거나, 추가하거나 결실시키는, 펩티드, 폴리펩티드 또는 단백질 서열에 대한 개별 치환, 결실 또는 추가가 "보존적으로 변경된 변이체"이고, 이때 변경이 화학적으로 유사한 아미노산에 의한 아미노산의 치환을 초래한다는 것을 인식할 것이다. 기능적으로 유사한 아미노산들을 제공하는 보존적 치환 표는 당분야에서 잘 공지되어 있다. 이러한 보존적으로 변경된 변이체는 본 발명의 다형성 변이체, 종간 상동체 및 대립형질 이외의 변이체이고 이들을 배제하지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "표지"는 본원에 개시된 표적화 분자의 가시화 및/또는 검출을 용이하게 하는 분자를 지칭한다. 일부 실시양태에서, 표지는 형광 모이어티이다.
본원에 개시된 표적화 분자와 표적(예를 들면, 정제된 단백질, 암세포 또는 암성 조직, 종양, 또는 전이성 병변, 전이물, 또는 림프절 또는 전이성 림프절) 사이의 상호작용을 지칭할 때 어구 "특이적으로 결합한다"는 표적화 분자와 표적 사이의 고친화성 결합의 형성을 지칭한다. 또한, 상기 용어는 표적화 분자가 비-표적에 대한 저친화성을 갖는다는 것을 의미한다.
"선택적 결합", "선택성" 등은 물질이 또 다른 분자에 비해 한 분자와 상호작용하는 것을 선호한다는 것을 지칭한다. 바람직하게는, 본원에 개시된 표적화 분자와 표적 사이의 상호작용은 특이적이고 선택적이다. 일부 실시양태에서, 물질이 다른 바람직하지 않은 표적에 결합하지 않으면서 2개의 상이하지만 유사한 표적들에 "특이적으로 결합"하고 "선택적으로 결합"하도록 디자인된다는 것을 주목한다.
용어 "개체", "환자" 또는 "대상체"는 상호교환적으로 사용된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 이들은 임의의 포유동물(즉, 분류학상의 분류 동물계: 척색동물: 척추동물: 포유동물 내의 임의의 목, 과 및 속의 종)을 의미한다. 일부 실시양태에서, 포유동물은 인간이다. 상기 용어들 중 어느 것도 건강 관리 종사자(예를 들면, 의사, 등록된 간호사, 간호사 실습생, 의사의 보조자, 간호병 또는 호스피스 종사자)의 (예를 들면, 꾸준한 또는 간헐적인) 감독을 특징으로 하는 상황을 요구하거나 이러한 상황으로 한정되지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "투여한다", "투여하는", "투여" 등은 물질 또는 조성물이 원하는 생물학적 작용 부위에게 전달될 수 있게 하기 위해 이용될 수 있는 방법들을 지칭한다. 이들 방법들은 비경구 주사(예를 들면, 정맥내, 피하, 복강내, 근육내, 혈관내, 경막내, 유리체내, 관주 또는 국소)를 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 임의적으로 본원에 기재된 물질 및 방법과 함께 이용될 수 있는 투여 기법은 예를 들면, 문헌(Goodman and Gilman, The Pharmacological Basis of Therapeutics, current ed.; Pergamon; and Remington's, Pharmaceutical Sciences (current edition), Mack Publishing Co., Easton, Pa)에 논의되어 있는 바와 같은 투여 기법을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "약학적으로 허용가능한"은 본원에 기재된 물질의 생물학적 활성 또는 성질을 제거하지 않고 상대적으로 무독성을 나타내는(즉, 물질의 독성이 물질의 이점을 유의하게 능가하지 않는) 물질을 지칭한다. 몇몇 경우, 약학적으로 허용가능한 물질은 유의한 바람직하지 않은 생물학적 효과를 야기하거나 그 자신이 함유된 조성물의 성분들 중 임의의 성분과 유해한 방식으로 유의하게 상호작용하지 않으면서 개체에게 투여될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "수술"은 물리적 중재로 조직에서의 효과를 연구하거나, 조작하거나, 변화시키거나 야기하기 위해 이용될 수 있는 임의의 방법을 지칭한다. 이 방법은 개방 수술, 내시경 수술, 복강경 수술, 최소 침습 수술, 로봇 수술, 및 암성 조직에 영향을 미칠 수 있는 임의의 절차, 예컨대, 종양 절개, 암 조직 절제, 암 병기분류, 암 진단, 림프절 병기분류, 감시 림프절 검출 또는 암 치료를 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "유도(guided) 수술"은 의사가 수술을 유도하기 위해 영상화제를 사용하는 임의의 수술 절차를 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "암"은 인간 체내에서 세포의 조절되지 않은 생장 또는 증식을 수반하는 임의의 질환을 지칭한다. 암은 원래의 부위로부터 이동하여 먼 부위까지 퍼지는(즉, 전이하는) 세포의 능력을 추가 특징으로 할 수 있다. 암은 육종, 암종, 림프종, 백혈병, 모세포종 또는 생식세포 종양일 수 있다. 암은 폐, 유방, 난소, 결장, 식도, 직장, 골, 전립선, 뇌, 췌장, 방광, 신장, 간, 혈액 세포, 림프절, 갑상선, 피부 및 위를 포함하나 이들로 한정되지 않는 다양한 조직들에서 발생할 수 있다.
선택적 전달 분자
특정 실시양태에서, 본원은 SDM-41에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-42에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-43에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-44에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-45에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-46에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-47에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-48에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-49에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-50에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-51에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-52에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-53에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-54에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-55에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-56에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-57에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-58에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-59에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-60에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-61에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-62에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-63에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-64에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-65에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 구조를 갖는 화학식 I의 선택적 전달 분자를 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 거대분자 담체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제 및 치료제로부터 선택되고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, 자유 아미노 기(예를 들면, N-말단 아민 기)를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제(protease)에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제(metalloproteinase)에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, M은 단백질, 천연 중합체, 합성 중합체 및 덴드리머로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 덱스트란, PEG 중합체, 알부민 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 PEG 중합체이다. 일부 실시양태에서, M은 대략 0.5 kDa(PEG 0.5 kDa), 2 kDa(PEG 2 kDa), 5 kDa(PEG 5 kDa), 12 kDa(PEG 12 kDa), 20 kDa(PEG 20 kDa), 30 kDa(PEG 30 kDa) 및 40 kDa(PEG 40 kDa)의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41이다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 구조를 갖는 화학식 I의 선택적 전달 분자를 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A 또는 X 상의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41이다.
부분 A
일부 실시양태에서, A는 2개 내지 20개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 2개 내지 약 20개의 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 5개 내지 약 20개의 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 8개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 7개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 6개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 7개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 8개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 2개 내지 약 20개의 연속 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 5개 내지 약 20개의 연속 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 9개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 8개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 7개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 6개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 7개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 8개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 9개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 약 2개 내지 약 20개의 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 약 5개 내지 약 20개의 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개 내지 8개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개 내지 7개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 6개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 7개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 8개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 약 2개 내지 약 20개의 연속 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 약 5개 내지 약 20개의 연속 산성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개 내지 9개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개 내지 8개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개 내지 7개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 5개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 6개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 7개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 8개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 아스파르테이트 및 글루타메이트로부터 선택된 9개의 연속 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 2개 내지 약 20개의 글루타메이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 5개 내지 약 20개의 글루타메이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 9개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 8개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 7개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 6개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 7개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 8개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 9개의 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 2개 내지 약 20개의 연속 글루타메이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 A는 약 5개 내지 약 20개의 연속 글루타메이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 8개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개 내지 7개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 6개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 7개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 8개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다. 일부 실시양태에서, A는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는다.
일부 실시양태에서, 부분 A는 5개의 연속 글루타메이트(즉, EEEEE 또는 eeeee)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 부분 A는 9개의 연속 글루타메이트(즉, EEEEEEEEE 또는 eeeeeeeee)를 포함한다.
산성 부분 A는 산성 아미노산이 아닌 아미노산을 포함할 수 있다. 산성 부분 A는 다른 모이어티, 예컨대, 음으로 하전된 모이어티를 포함할 수 있다. 본원에 개시된 선택적 전달 분자의 실시양태에서, 산성 부분 A는 아미노산을 포함하지 않는, 바람직하게는 생리학적 pH에서 약 2개 내지 약 20개의 음전하를 갖는 음으로 하전된 부분일 수 있다.
일부 실시양태에서, 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 거의 동일하다. 일부 실시양태에서, 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 동일하지 않다. 일부 실시양태에서, 개선된 조직 흡수가 선택적 전달 분자에서 관찰되고, 이때 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 동일하지 않다. 일부 실시양태에서, 개선된 가용성이 선택적 전달 분자에서 관찰되고, 이때 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 동일하지 않다. 일부 실시양태에서, 보다 빠른 조직 흡수가 선택적 전달 분자에서 관찰되고, 이때 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 동일하지 않다. 일부 실시양태에서, 보다 많은 조직 흡수가 선택적 전달 분자에서 관찰되고, 이때 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 동일하지 않다.
부분 A는 L-아미노산 또는 D-아미노산이다. 본 발명의 실시양태에서, 면역원성 및 배경 펩티다제 또는 프로테아제에 의한 비-특이적 절단을 최소화하기 위해 D-아미노산이 바람직하다. 올리고-D-아르기닌 서열의 세포 흡수는 올리고-L-아르기닌의 세포 흡수만큼 우수하거나 올리고-L-아르기닌의 세포 흡수보다 더 우수한 것으로 공지되어 있다.
부분 A가 비-표준 아미노산, 예컨대, 하이드록시라이신, 데스모신, 이소데스모신 또는 다른 비-표준 아미노산을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 부분 A는 번역 후 변경된 아미노산, 예컨대, 메틸화된 아미노산(예를 들면, 메틸 히스티딘, 라이신의 메틸화된 형태 등), 아세틸화된 아미노산, 아미드화된 아미노산, 포르밀화된 아미노산, 하이드록실화된 아미노산, 인산화된 아미노산 또는 다른 변경된 아미노산을 포함하는 변경된 아미노산을 포함할 수 있다. 부분 A는 비-펩티드 결합에 의해 연결된 부분, 및 비-아미노산 부분에 의해 연결되거나 비-아미노산 부분에 연결된 아미노산을 포함하는 펩티드 미메틱 모이어티도 포함할 수 있다.
본원에 개시된 선택적 전달 분자는 A가 아미노 말단에 존재하거나 A가 카복시 말단에 존재하는 경우, 즉 펩티드 결합의 어느 한 배향이 허용가능한 경우 효과적이다.
부분 B
일부 실시양태에서, B는 5개 내지 15개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 20개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 12개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 내지 약 9개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 또는 약 8개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 9개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 8개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 7개의 염기성 아미노산을 포함한다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 20개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 12개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 내지 약 9개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 또는 약 8개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 9개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 8개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 7개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 5개 내지 약 20개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 5개 내지 약 12개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 7개 내지 약 9개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 7개 또는 약 8개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 9개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 8개의 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 7개의 염기성 아미노산을 포함한다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 5개 내지 약 20개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 5개 내지 약 12개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 7개 내지 약 9개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 약 7개 또는 약 8개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 9개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 8개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 아르기닌, 히스티딘 및 라이신으로부터 선택된 7개의 연속 염기성 아미노산을 포함한다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 20개의 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 12개의 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 내지 약 9개의 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 또는 약 8개의 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 9개의 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 8개의 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 7개의 아르기닌을 포함한다.
일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 20개의 연속 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 5개 내지 약 12개의 연속 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 내지 약 9개의 연속 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 약 7개 또는 약 8개의 연속 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 9개의 연속 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 8개의 연속 아르기닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, 펩티드 부분 B는 7개의 연속 아르기닌을 포함한다.
염기성 부분 B는 염기성 아미노산이 아닌 아미노산을 포함할 수 있다. 염기성 부분 B는 다른 모이어티, 예컨대, 양으로 하전된 모이어티를 포함할 수 있다. 실시양태에서, 염기성 부분 B는 아미노산을 포함하지 않는, 바람직하게는 생리학적 pH에서 약 5개 내지 약 20개의 양전하를 갖는 양으로 하전된 부분일 수 있다. 일부 실시양태에서, 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 거의 동일하다. 일부 실시양태에서, 부분 A에서의 음전하의 양은 부분 B에서의 양전하의 양과 동일하지 않다.
부분 B는 L-아미노산 또는 D-아미노산이다. 본 발명의 실시양태에서, 면역원성 및 배경 펩티다제 또는 프로테아제에 의한 비-특이적 절단을 최소화하기 위해 D-아미노산이 바람직하다. 올리고-D-아르기닌 서열의 세포 흡수는 올리고-L-아르기닌의 세포 흡수만큼 우수하거나 올리고-L-아르기닌의 세포 흡수보다 우수한 것으로 공지되어 있다.
부분 B가 비-표준 아미노산, 예컨대, 하이드록시라이신, 데스모신, 이소데스모신 또는 다른 비-표준 아미노산을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 부분 B는 번역 후 변경된 아미노산, 예컨대, 메틸화된 아미노산(예를 들면, 메틸 히스티딘, 라이신의 메틸화된 형태 등), 아세틸화된 아미노산, 아미드화된 아미노산, 포르밀화된 아미노산, 하이드록실화된 아미노산, 인산화된 아미노산 또는 다른 변경된 아미노산을 포함하는 변경된 아미노산을 포함할 수 있다. 부분 B는 비-펩티드 결합에 의해 연결된 부분, 및 비-아미노산 부분에 의해 연결되거나 비-아미노산 부분에 연결된 아미노산을 포함하는 펩티드 미메틱 모이어티도 포함할 수 있다.
X가 프로테아제에 의해 절단될 수 있는 펩티드인 실시양태에서, X의 절단에 의해 생성된 새로운 아미노 말단이 B에 이미 존재하는 양전하에 추가되는 추가 양전하를 제공하도록 X의 C-말단을 B의 N-말단에 연결하는 것이 바람직할 수 있다.
접합 기(c)
일부 실시양태에서, 적재물(예를 들면, DA 및 DB) 및 거대분자 담체(M)는 A-X-B에 간접적으로 부착된다.
일부 실시양태에서, 적재물(예를 들면, DA 및 DB) 및 거대분자 담체(M)는 접합 기(cA, cB 및 cM)에 의해 A-X-B에 간접적으로 부착된다. 일부 실시양태에서, 적재물(예를 들면, DA 및 DB) 및 거대분자 담체(M)는 반응성 접합 기(cA, cB 및 cM)에 의해 A-X-B에 간접적으로 부착된다. 일부 실시양태에서, 적재물(예를 들면, DA 및 DB) 및 거대분자 담체(M)는 오르토고날 반응성(orthogonally reactive) 접합 기(cA, cB 및 cM)에 의해 A-X-B에 간접적으로 부착된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 내지 10개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 2개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 3개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 4개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 5개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 6개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 7개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 8개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 9개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 10개의 아미노산이다.
일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 독립적으로 유도체화된 아미노산이다. 일부 실시양태에서, 다수의 적재물(D)이 유도체화된 아미노산 접합 기에 부착된다.
일부 실시양태에서, 접합 기는 수용체 리간드를 포함한다.
일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 또는 비-천연 발생 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 또는 γ-아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, 자유 아민 기를 함유하는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌을 포함한다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인을 포함한다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신을 포함한다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산을 포함한다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌을 포함한다.
일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, 자유 아민 기를 함유하는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 또는 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다.
적재물(D)
영상화제
일부 실시양태에서, 영상화제는 염료이다. 일부 실시양태에서, 영상화제는 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 형광 모이어티는 형광 단백질, 형광 펩티드, 형광 염료, 형광 물질 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
모든 형광 모이어티들이 용어 "형광 모이어티" 내에 포함된다. 본원에서 제공된 형광 모이어티의 구체적인 예는 예시적이고 본원에 개시된 표적화 분자와 함께 사용되는 형광 모이어티를 한정하기 위한 것이 아니다.
형광 염료의 예에는 잔텐(예를 들면, 로다민, 로돌 및 플루오레세인, 및 이들의 유도체); 비만(bimanes); 쿠마린(coumarins) 및 이의 유도체(예를 들면, 움벨리페론(umbelliferone) 및 아미노메틸 쿠마린); 방향족 아민(예를 들면, 댄실(dansyl); 스쿠아레이트(squarate) 염료); 벤조푸란; 형광 시아닌; 인도카보시아닌; 카바졸; 디시아노메틸렌 피란; 폴리메틴; 옥사벤즈안쓰란; 잔텐; 피릴륨; 카보스틸; 페릴렌; 아크리돈; 퀴나크리돈; 루브렌; 안쓰라센; 코로넨; 펜안쓰레센; 피렌; 부타디엔; 스틸벤; 포피린; 프탈로시아닌; 란타나이드 금속 킬레이트 착물; 희토류 금속 킬레이트 착물; 및 이러한 염료들의 유도체가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
플루오레세인 염료의 예에는 5-카복시플루오레세인, 플루오레세인-5-이소티오시아네이트, 플루오레세인-6-이소티오시아네이트 및 6-카복시플루오레세인이 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
로다민 염료의 예에는 테트라메틸로다민-6-이소티오시아네이트, 5-카복시테트라메틸로다민, 5-카복시 로돌 유도체, 테트라메틸 및 테트라에틸 로다민, 디페닐디메틸 및 디페닐디에틸 로다민, 디나프틸 로다민, 및 로다민 101 설포닐 클로라이드(텍사스 레드(TEXAS RED)®의 상표명 하에 시판됨)가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
시아닌 염료의 예에는 Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, IRDYE680, 알렉사 플루오르(Alexa Fluor) 750, IRDye800CW, 및 ICG가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
형광 펩티드의 예에는 GFP(녹색 형광 단백질) 또는 GFP의 유도체(예를 들면, EBFP, EBFP2, 아주라이트(Azurite), mKalama1, ECFP, 세룰리안(Cerulean), CyPet, YFP, 시트린(Citrine), 비너스(Venus), YPet)가 포함된다.
형광 표지는 임의의 적합한 방법에 의해 검출된다. 예를 들면, 형광색소를 적절한 파장의 광으로 여기시키고 생성된 형광을 예를 들면, 현미경관찰, 시각적 검사, 사진 필름, 전자 검출기, 예컨대, 전하 커플링된 장치(CCD), 광전자증배관 등을 이용하여 검출함으로써 형광 표지를 검출할 수 있다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 양전자 방출 단층촬영(PET)을 위한 양전자 방출 동위원소(예를 들면, 18F), 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)을 위한 감마-선 동위원소(예를 들면, 99mTc), 또는 자기 공명 영상화(MRI)를 위한 상자성 분자 또는 나노입자(예를 들면, Gd3 + 킬레이트 또는 코팅된 자철석 나노입자)로 표지된다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 가돌리늄 킬레이트, 산화철 입자, 초상자성 산화철 입자, 초소 상자성 입자, 망간 킬레이트 또는 갈륨 함유 물질로 표지된다.
가돌리늄 킬레이트의 예에는 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DTPA), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 및 1,4,7-트리아자사이클로노난-N,N',N"-트리아세트산(NOTA)이 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 근적외선(근-IR) 영상화를 위한 근적외선 형광단, 생체발광 영상화를 위한 루시퍼라제(초파리, 세균 또는 강장동물) 또는 다른 발광 분자, 또는 초음파를 위한 과불화탄소-충전된 소포이다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 핵 프로브이다. 일부 실시양태에서, 영상화제는 SPECT 또는 PET 방사성핵종 프로브이다. 일부 실시양태에서, 방사성핵종 프로브는 테크네튬 킬레이트, 구리 킬레이트, 방사성 불소, 방사성 요오드 및 인듐 킬레이트로부터 선택된다.
Tc 킬레이트의 예에는 HYNIC, DTPA 및 DOTA가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 방사성 모이어티, 예를 들면, 방사성 동위원소, 예컨대, 211At, 131I, 125I, 90Y, 186Re, 188Re, 153Sm, 212Bi, 32P, Lu의 64Cu 방사성 동위원소 등을 함유한다.
일부 실시양태에서, 영상화제를 포함하는 화학식 I에 따른 선택적 전달 분자는 유도 수술에서 사용된다. 일부 실시양태에서, 상기 선택적 전달 분자는 암성 또는 다른 바람직하지 않은 조직(즉, 괴사 조직)에 우선적으로 편재된다. 일부 실시양태에서, 영상화제를 포함하는 화학식 I에 따른 선택적 전달 분자는 대장암을 제거하기 위한 유도 수술에서 사용된다. 일부 실시양태에서, 상기 선택적 전달 분자를 사용하는 유도 수술은 의사가 가능한 적은 건강한(즉, 비-암성) 조직을 절개할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 상기 선택적 전달 분자를 사용하는 유도 수술은 의사가 상기 선택적 전달 분자의 존재 없이 절개할 수 있을 암성 조직보다 더 많은 암성 조직을 가시화하고 절개할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 상기 수술은 형광-유도 수술이다.
거대분자 담체(M)
용어 "담체"는 혈장 반감기, 가용성 또는 생체분포를 조절하는 불활성 분자를 의미한다. 일부 실시양태에서, 담체는 본원에 개시된 선택적 전달 분자의 혈장 반감기를 조절한다. 일부 실시양태에서, 담체는 본원에 개시된 선택적 전달 분자의 가용성을 조절한다. 일부 실시양태에서, 담체는 본원에 개시된 선택적 전달 분자의 생체분포를 조절한다.
일부 실시양태에서, 담체는 비-표적 세포 또는 조직에 의한 선택적 전달 분자의 흡수를 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 연골 내로의 선택적 전달 분자의 흡수를 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 표적 조직에 비해 관절 내로의 선택적 전달 분자의 흡수를 감소시킨다.
일부 실시양태에서, 담체는 표적 세포 또는 조직에 의한 선택적 전달 분자의 흡수를 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 표적 조직에 비해 간 내로의 선택적 전달 분자의 흡수를 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 신장 내로의 선택적 전달 분자의 흡수를 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 암 조직 내로의 흡수를 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 림프 채널 및/또는 림프절 내로의 흡수를 향상시킨다.
일부 실시양태에서, 담체는 사구체 여과를 감소시킴으로써 혈장 반감기를 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 대사 또는 프로테아제 분해를 증가시키거나 감소시킴으로써 혈장 반감기를 조절한다. 일부 실시양태에서, 담체는 종양 혈관구조의 향상된 투과성 및 보유(EPR)로 인해 종양 흡수를 증가시킨다. 일부 실시양태에서, 담체는 선택적 전달 분자의 수용성을 증가시킨다.
일부 실시양태에서, 임의의 M은 독립적으로 A, B 또는 X에 직접적으로 또는 간접적으로(예를 들면, cM을 통해) 결합된다. 일부 실시양태에서, 임의의 M은 독립적으로 N-말단 폴리글루타메이트에서 A에 결합된다. 일부 실시양태에서, 임의의 M은 독립적으로 공유연결에 의해 A(또는 N-말단 폴리글루타메이트)에 결합된다. 일부 실시양태에서, 임의의 M은 독립적으로 C-말단 폴리아르기닌에서 B에 결합된다. 일부 실시양태에서, 임의의 M은 독립적으로 공유연결에 의해 B(또는 C-말단 폴리아르기닌)에 결합된다. 일부 실시양태에서, 임의의 M은 독립적으로 X와 A, X와 B, B와 C/N-말단, 및 A와 C/N-말단 사이에서 링커에 직접적으로 또는 간접적으로 결합된다. 일부 실시양태에서, 공유연결은 에테르 결합, 티오에테르 결합, 아민 결합, 아미드 결합, 옥심 결합, 탄소-탄소 결합, 탄소-질소 결합, 탄소-산소 결합 또는 탄소-황 결합을 포함한다.
일부 실시양태에서, M은 단백질, 합성 또는 천연 중합체 및 덴드리머로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 덱스트란, PEG 중합체(예를 들면, PEG 0.5 kDa, PEG 2 kDa, PEG 5 kDa, PEG 12 kDa, PEG 20 kDa, PEG 30 kDa 및 PEG 40 kDa), 알부민 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 PEG 중합체이다.
일부 실시양태에서, M의 크기는 50 kD 내지 70 kD이다.
일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 알부민에 접합된다. 일부 경우, 알부민은 정상 생리학적 조건 하에서 사구체 여과액으로부터 배제된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 알부민과 공유 접합체를 형성할 수 있는 반응성 기, 예컨대, 말레이미드를 포함한다. 알부민을 포함하는 선택적 전달 분자는 절단된 선택적 전달 분자가 절단 의존적 방식으로 종양에서 축적되는 것을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, 알부민 접합체는 우수한 약동학적 성질을 갖는다.
일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 PEG 중합체에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 0.5 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 0.5 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 1 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 1 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 2 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 2 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 5 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 5 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 10 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 10 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 12 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 12 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 20 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 20 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 대략 30 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 30 kDa)에 접합된다. 일부 실시양태에서, PEG 30 kDa에 접합된 선택적 전달 분자는 자유 펩티드에 비해 더 긴 반감기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 간 및 신장에서 제거되는, 약 20 kDa 내지 약 40 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체에 접합된다.
일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 덱스트란에 접합된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 70 kDa 덱스트란에 접합된다. 일부 실시양태에서, 분자량의 혼합물인 덱스트란 접합체는 재현가능하게 합성하고 정제하기 어렵다.
일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 스트렙타비딘에 접합된다.
일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 5세대 PAMAM 덴드리머에 접합된다.
일부 실시양태에서, 담체는 캡핑된다. 일부 실시양태에서, 담체의 캡핑은 약동학을 개선하고, 친수성을 증가시킴으로써 담체의 세포독성을 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 캡은 아세틸, 석시닐, 3-하이드록시프로피오닐, 2-설포벤조일, 글리시딜, PEG-2 kDa, PEG-4 kDa, PEG-8 kDa 및 PEG-12 kDa으로부터 선택된다.
부분 X(링커)
일부 실시양태에서, 하나 이상의 아미노산으로 구성된 링커를 사용하여 펩티드 서열 A(즉, 펩티드 B의 전달 작용을 억제하도록 디자인된 서열)와 펩티드 서열 B를 연결한다. 일반적으로, 펩티드 링커는 분자들을 연결하거나 이들 사이에 약간의 최소 거리 또는 다른 공간적 관계를 보존하는 것 이외의 특정 생물학적 활성을 갖지 않을 것이다. 그러나, 링커의 구성성분 아미노산은 분자의 일부 성질, 예컨대, 폴딩, 순 전하 또는 소수성에 영향을 미치도록 선택될 수 있다.
살아있는 세포에서, 본원에 개시된 온전한 선택적 전달 분자는 부분 A의 존재 때문에 상기 세포 내로 들어갈 수 없다. 따라서, 세포 내로의 흡수를 방해하는 부분 A가 흡수되지 않을 것이고 세포내 효소에 접근하지 않을 것이기 때문에 건강한 세포에서 이러한 세포내 효소에 의해 효율적으로 절단되지 않을 것이므로, 엄밀히 말하면 X를 절단하는 세포내 과정은 건강한 세포에서 X를 절단하기에 비효과적일 것이다. 그러나, 세포가 손상되거나 병든 경우(예를 들면, 암세포, 저산소 세포, 허혈 세포, 아폽토시스 세포, 괴사 세포), 이러한 세포내 효소는 상기 세포로부터 누출되고, A의 절단이 발생하여 상기 세포 내로의 부분 B 및/또는 적재물의 도입을 가능하게 함으로써 인접 세포로의 부분 B 및/또는 적재물 D의 표적화된 전달을 수행할 것이다. 일부 실시양태에서, X는 세포외 공간에서 절단된다.
특정 경우, 모세관이 종양 및 다른 외상 부위 주변에서 누출된다. 일부 실시양태에서, 누출 모세관은 간질 구획에 도달하는 고분자량(예를 들면, 약 30 kDa 이상의 분자량) 분자의 능력을 향상시킨다. 일부 실시양태에서, X 링커는 암성 조직에 인접한 위치에서 절단된다. 일부 실시양태에서, 관련 프로테아제를 발현하지 않지만 관련 프로테아제를 발현하는 세포에 바로 인접하는 세포는 X 링커의 연결이 전형적으로 세포외에 존재하기 때문에 선택적 전달 분자로부터 적재물을 가져간다. 일부 실시양태에서, 이러한 방관자(bystander) 표적화는 세포 표현형의 불균질성 및 가능한 높은 백분율의 의심 세포를 제거하고자 하는 희망 때문에 종양의 치료에 유리하다.
일부 실시양태에서, X는 절단가능한 링커이다.
일부 실시양태에서, 링커는 유연성 링커이다. 일부 실시양태에서, 링커는 강성 링커이다.
일부 실시양태에서, 링커는 선형 구조를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커는 비-선형 구조를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커는 분지된 구조를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커는 환형 구조를 포함한다.
일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 5개 내지 약 30개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 6개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 8개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 10개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 12개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 14개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 16개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 18개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 20개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 25개의 원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, X는 길이에 있어서 약 30개의 원자를 갖는다.
일부 실시양태에서, 링커는 공유연결로 펩티드 부분 A(즉, 세포 흡수를 방해하는 펩티드 서열)를 펩티드 부분 B(즉, 전달 서열)에 결합시킨다. 일부 실시양태에서, 공유연결은 에테르 결합, 티오에테르 결합, 아민 결합, 아미드 결합, 옥심 결합, 하이드라존 결합, 탄소-탄소 결합, 탄소-질소 결합, 탄소-산소 결합, 또는 탄소-황 결합을 포함한다.
일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 펩티드 연결은 L-아미노산 및/또는 D-아미노산을 포함한다. 본 발명의 실시양태에서, 면역원성 및 배경 펩티다제 또는 프로테아제에 의한 비-특이적 절단을 최소화하기 위해 D-아미노산이 바람직하다. 올리고-D-아르기닌 서열의 세포 흡수는 올리고-L-아르기닌의 세포 흡수만큼 우수하거나 올리고-L-아르기닌의 세포 흡수보다 더 우수한 것으로 공지되어 있다.
일부 실시양태에서, X 링커는 특정 조건 또는 특정 환경의 존재 하에서의 절단을 위해 디자인된다. 바람직한 실시양태에서, X 링커는 생리학적 조건 하에서 절단될 수 있다. 이러한 X 링커의 절단은 예를 들면, 향상될 수 있거나, 적재물 전달이 요구되는 세포와 관련된 특정 병리학적 신호 또는 특정 환경에 의해 영향을 받을 수 있다. 특정 조건, 예컨대, 특정 효소에 의한 절단을 위한 X 링커의 디자인은 이러한 조건이 수득되는 특정 위치로의 세포 흡수의 표적화를 가능하게 한다. 따라서, 선택적 전달 분자가 원하는 세포, 조직 또는 영역으로의 세포 흡수의 특이적 표적화를 제공하는 한 중요한 방식은 링커 부분 X가 이러한 표적화된 세포, 조직 또는 영역 근처의 조건에 의해 절단되도록 디자인하는 것이다.
일부 실시양태에서, X는 pH 민감성 링커이다. 일부 실시양태에서, X는 염기성 pH 조건 하에서 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 산성 pH 조건 하에서 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제, 매트릭스 메탈로프로테이나제, 또는 이들의 조합에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 환원제에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 산화제에 의해 절단된다.
일부 실시양태에서, X는 MMP에 의해 절단된다. 매트릭스 메탈로프로테이나제들(MMP들)의 가수분해 활성은 전이성 종양 세포의 침습 이동과 관련되어 있다. 일부 경우, MMP들은 염증 부위 근처에서 발견된다. 일부 경우, MMP들은 뇌졸중(즉, 혈류의 감소 후 뇌 손상을 특징으로 하는 장애) 부위 근처에서 발견된다. 따라서, 본 발명의 특징을 갖는 분자의 흡수는 세포외 환경에서 활성 MMP들을 갖는 특정 세포, 조직 또는 영역으로의 적재물(하나 이상의 D 모이어티)의 세포 흡수를 유도할 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 PLG-C(Me)-AG(서열번호 1), PLGLAG(서열번호 2) 및 RPLALWRS(서열번호 3)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 MMP-2, MMP-9 및 MMP-7(암 및 염증에 관여하는 MMP들)로부터 선택된 메탈로프로테이나제에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, 링커는 MMP-2에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, 링커는 MMP-9에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, 링커는 MMP-7에 의해 절단된다.
일부 실시양태에서, X는 암세포 근처에서 발견될 수 있는 단백질용해 효소 또는 환원 환경에 의해 절단된다. 이러한 환경 또는 이러한 효소는 전형적으로 정상 세포 근처에서 발견되지 않는다.
일부 실시양태에서, X는 트롬빈 및 카텝신을 포함하나 이것으로 한정되지 않는 세린 프로테아제에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 카텝신 K, 카텝신 S, 카텝신 D, 카텝신 E, 카텝신 W, 카텝신 F, 카텝신 A, 카텝신 C, 카텝신 H, 카텝신 Z, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 카텝신 K 및/또는 카텝신 S에 의해 절단된다.
일부 실시양태에서, X는 저산소증을 앓고 있는 조직에서 또는 이러한 조직 근처에서 절단된다. 일부 실시양태에서, 저산소 조직에서의 또는 이러한 조직 근처에서의 절단은 암세포 및 암성 조직, 경색 영역 및 다른 저산소 영역의 표적화를 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, X는 디설파이드 결합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 디설파이드 결합을 포함하는 링커는 저산소 영역에서 우선적으로 절단되므로 적재물 전달을 이러한 영역 내의 세포로 표적화한다. 저산소증은 암세포가 방사선 및 화학치료에 대한 더 높은 내성을 갖게 하고 혈관신생을 개시하게 하는 것으로 생각된다. 예를 들면, 누출 또는 괴사 세포의 존재 하에서 저산소 환경에서, 자유 티올 및 다른 환원제는 세포외에서 사용가능하게 되지만, 세포외 환경 산화를 정상적으로 유지하는 O2는 당연히 고갈된다. 일부 실시양태에서, 환원산화 균형에서의 이 변동은 X 링커 내의 디설파이드 결합의 환원 및 절단을 촉진한다. 티올-디설파이드 평형을 이용하는 디설파이드 연결 이외에, 하이드로퀴논으로 환원될 때 분리되는 퀴논을 포함하는 연결이 저산소 환경에서 절단되도록 디자인된 X 링커에서 사용된다.
일부 실시양태에서, X는 괴사 환경에서 절단된다. 괴사는 종종 X 링커의 절단을 유발하는 데에 사용될 수 있는 효소 또는 다른 세포 내용물의 방출을 유발한다. 일부 실시양태에서, 괴사 효소(예를 들면, 칼파인)에 의한 X의 절단은 적재물이 병든 세포, 및 아직 완전히 누출되지 않은 인접 세포에 의해 흡수될 수 있게 한다.
일부 실시양태에서, X는 산-불안정성 링커이다. 일부 실시양태에서, X는 아세탈 또는 비닐 에테르 연결을 포함한다. 산증은 산화적 인산화로부터 혐기성 해당작용 및 젖산 생성으로의 바르부르크(Warburg) 변동으로 인해 손상된 또는 저산소 조직 부위에서 관찰된다. 일부 실시양태에서, 산증은 B 내의 아르기닌의 일부를, pH 7 미만에서만 양이온성을 나타내게 되는 히스티딘으로 치환함으로써 적재물 흡수의 유발자로서 사용된다.
본원에 개시된 링커는 비-표준 아미노산, 예컨대, 하이드록시라이신, 데스모신, 이소데스모신 또는 다른 비-표준 아미노산을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본원에 개시된 링커는 번역 후 변경된 아미노산, 예를 들면, 메틸화된 아미노산(예를 들면, 메틸 히스티딘, 라이신의 메틸화된 형태 등), 아세틸화된 아미노산, 아미드화된 아미노산, 포르밀화된 아미노산, 하이드록실화된 아미노산, 인산화된 아미노산, 또는 다른 변경된 아미노산을 포함하는 변경된 아미노산을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 링커는 비-펩티드 결합에 의해 연결된 부분, 및 비-아미노산 부분에 의해 연결되거나 비-아미노산 부분에 연결된 아미노산을 포함하는 펩티드 미메틱 모이어티도 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 링커 X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 PLGxAG를 포함하고, 이때 x는 임의의 (천연 발생 또는 비-천연 발생) 아미노산이다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 ESPAYYTA를 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 PPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, 링커 X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다.
일부 실시양태에서, 링커 X는 하기 펩티드들로부터 선택된 펩티드를 포함한다: PR(S/T)(L/I)(S/T)(이때, 가로안의 문자는 표시된 아미노산들 중 어느 하나가 서열에서 그 위치에 존재할 수 있다는 것을 표시함); GGAANLVRGG; SGRIGFLRTA; SGRSA; GFLG; ALAL; FK; PIC(Et)F-F(이때, C(Et)는 S-에틸시스테인(티올에 부착된 에틸 기를 갖는 시스테인)을 표시하고, "-"는 이 서열 및 후속 서열에서 전형적인 절단 부위를 표시함); GGPRGLPG; HSSKLQ; LVLA-SSSFGY; GVSQNY-PIVG; GVVQA-SCRLA; f(Pip)R-S(이때, "f"는 D-페닐알라닌을 표시하고, "Pip"는 피페리딘-2-카복실산(6원 고리를 갖는 프롤린 유사체인 피페콜린산)을 표시함); DEVD; GWEHDG; RPLALWRS; 및 이들의 조합.
일부 실시양태에서, X는 저산소 조건 하에서 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 디설파이드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 퀴닌(quinine)을 포함한다.
일부 실시양태에서, X는 괴사 조건 하에서 절단된다. 일부 실시양태에서, X는 칼파인(calpain)에 의해 절단될 수 있는 분자를 포함한다.
일부 실시양태에서, X는 6-아미노헥산오일, 5-(아미노)-3-옥사펜탄오일, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 디설파이드 연결을 포함한다.
일부 실시양태에서, 링커는 알킬렌이다. 일부 실시양태에서, 링커는 알케닐렌이다. 일부 실시양태에서, 링커는 알키닐렌이다. 일부 실시양태에서, 링커는 헤테로알킬렌이다.
"알킬렌" 기는 지방족 탄화수소 기를 지칭한다. 알킬렌 모이어티는 이라디칼이고, 포화된 알킬렌 또는 불포화된 알킬렌일 수 있다.
"알킬렌" 모이어티는 1개 내지 10개의 탄소 원자를 가질 수 있다(수치 범위, 예컨대, "1 내지 10"은 본원에 기재되어 있을 때마다 주어진 범위 내의 각각의 정수를 지칭한다; 예를 들면, "1개 내지 10개의 탄소 원자"는 알킬 기가 1개의 탄소 원자, 2개의 탄소 원자, 3개의 탄소 원자 등(최대 10개의 탄소 원자)로 구성될 수 있다는 것을 의미하지만, 본 정의는 수치 범위가 표기되지 않은 용어 "알킬렌"의 존재도 커버한다). 알킬렌 기는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 "저급 알킬렌"일 수도 있다. 본원에 기재된 화합물의 알킬렌 기는 "C1-C4 알킬렌" 또는 유사한 명칭으로서 표기될 수 있다. 예를 들면, "C1-C4 알킬렌"은 알킬렌 쇄 내에 1개 내지 4개의 탄소 원자가 존재한다는 것, 즉 알킬렌 쇄가 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소-프로필렌, n-부틸렌, 이소-부틸렌, sec-부틸렌 및 t-부틸렌으로부터 선택된다는 것을 표시한다. 전형적인 알킬렌 기는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 삼차 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 에테닐렌, 프로페닐렌, 부테닐렌 등을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
일부 실시양태에서, 링커는 이라디칼 고리 구조(예를 들면, 아릴렌)를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "고리"는 임의의 공유적으로 폐쇄된 구조를 지칭한다. 고리는 예를 들면, 탄소환(예를 들면, 아릴렌 및 사이클로알킬렌), 헤테로사이클렌(예를 들면, 헤테로아릴렌 및 비-방향족 헤테로사이클렌), 방향족(예를 들면, 아릴렌 및 헤테로아릴렌), 및 비-방향족(예를 들면, 사이클로알킬렌 및 비-방향족 헤테로사이클렌)을 포함한다. 고리는 임의적으로 치환될 수 있다. 고리는 단환 또는 다환일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "아릴렌"은 고리를 형성하는 원자들 각각이 탄소 원자인 방향족 고리 이라디칼을 지칭한다. 아릴렌 고리는 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 또는 9개 초과의 탄소 원자에 의해 형성될 수 있다. 아릴렌 기는 임의적으로 치환될 수 있다. 아릴렌 기의 예에는 페닐렌, 나프탈레닐렌, 페난쓰레닐렌, 안쓰라세닐렌, 플루오레닐렌 및 인데닐렌이 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
용어 "사이클로알킬렌"은 고리를 형성하는 원자(즉, 골격 원자) 각각이 탄소 원자인 단환 또는 다환 비-방향족 이라디칼을 지칭한다. 사이클로알킬렌은 포화될 수 있거나 부분적으로 불포화될 수 있다. 사이클로알킬렌 기는 3개 내지 10개의 고리 원자를 갖는 기를 포함한다. 사이클로알킬렌은 사이클로프로필렌, 사이클로부틸렌, 사이클로펜틸렌, 사이클로헥실렌, 사이클로헵틸렌 및 사이클로옥틸렌을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
일부 실시양태에서, 고리는 사이클로알칸이다. 일부 실시양태에서, 고리는 사이클로알켄이다.
일부 실시양태에서, 고리는 방향족 고리이다. 용어 "방향족"은 4n+2π개의 전자를 함유하는 비편재된 π-전자 시스템을 갖는 평면 고리를 지칭하고, 이때 n은 정수이다. 방향족 고리는 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 또는 9개 초과의 원자로부터 형성될 수 있다. 방향족은 임의적으로 치환될 수 있다. 용어 "방향족"은 탄소환 아릴렌(예를 들면, 페닐렌) 및 헤테로환 아릴렌(또는 "헤테로아릴렌" 또는 "헤테로방향족") 기(예를 들면, 피리디닐렌) 둘다를 포함한다. 상기 용어는 단환 또는 융합된-고리 다환(즉, 인접 쌍의 탄소 원자를 공유하는 고리) 기를 포함한다.
일부 실시양태에서, 고리는 헤테로사이클렌이다. 용어 "헤테로사이클렌"은 O, S 및 N으로부터 각각 선택된 1개 내지 4개의 헤테로원자를 함유하는 이라디칼 헤테로방향족 및 헤테로지환족 기를 지칭하고, 이때 각각의 헤테로환 기는 그의 고리 시스템 내에 4개 내지 10개의 원자를 갖되, 상기 기의 고리는 2개의 인접 O 또는 S 원자를 함유하지 않는다. 비-방향족 헤테로환 기는 그의 고리 시스템 내에 3개의 원자만을 갖는 기를 포함하지만, 방향족 헤테로환 기는 그의 고리 시스템 내에 5개 이상의 원자를 가져야 한다. 헤테로환 기는 벤조-융합된 고리 시스템을 포함한다. 3원 헤테로환 기의 예는 아지리디닐렌이다. 4원 헤테로환 기의 예는 (아제티딘으로부터 유도된) 아제티디닐렌이다. 5원 헤테로환 기의 예는 티아졸릴렌이다. 6원 헤테로환 기의 예는 피리딜렌이고, 10원 헤테로환 기의 예는 퀴놀리닐렌이다. 비-방향족 헤테로환 기의 예는 피롤리디닐렌, 테트라하이드로푸라닐렌, 디하이드로푸라닐렌, 테트라하이드로티에닐렌, 테트라하이드로피라닐렌, 디하이드로피라닐렌, 테트라하이드로티오피라닐렌, 피페리디닐렌, 모르폴리닐렌, 티오모르폴리닐렌, 티옥사닐렌, 피페라지닐렌, 아제티디닐렌, 옥세타닐렌, 티에타닐렌, 호모피페리디닐렌, 옥세파닐렌, 티에파닐렌, 옥사제피닐렌, 디아제피닐렌, 티아제피닐렌, 1,2,3,6-테트라하이드로피리디닐렌, 2-피롤리닐렌, 3-피롤리닐렌, 인돌리닐렌, 2H-피라닐렌, 4H-피라닐렌, 디옥사닐렌, 1,3-디옥솔라닐렌, 피라졸리닐렌, 디티아닐렌, 디티올라닐렌, 디하이드로피라닐렌, 디하이드로티에닐렌, 디하이드로푸라닐렌, 피라졸리디닐렌, 이미다졸리닐렌, 이미다졸리디닐렌, 3-아자비사이클로[3.1.0]헥사닐렌, 3-아자비사이클로[4.1.0]헵타닐렌, 3H-인돌릴렌 및 퀴놀리지닐렌이다. 방향족 헤테로환 기의 예는 피리디닐렌, 이미다졸릴렌, 피리미디닐렌, 피라졸릴렌, 트리아졸릴렌, 피라지닐렌, 테트라졸릴렌, 푸릴렌, 티에닐렌, 이속사졸릴렌, 티아졸릴렌, 옥사졸릴렌, 이소티아졸릴렌, 피롤릴렌, 퀴놀리닐렌, 이소퀴놀리닐렌, 인돌릴렌, 벤즈이미다졸릴렌, 벤조푸라닐렌, 신놀리닐렌, 인다졸릴렌, 인돌리지닐렌, 프탈라지닐렌, 피리다지닐렌, 트리아지닐렌, 이소인돌릴렌, 프테리디닐렌, 푸리닐렌, 옥사디아졸릴렌, 티아디아졸릴렌, 푸라자닐렌, 벤조푸라자닐렌, 벤조티오페닐렌, 벤조티아졸릴렌, 벤즈옥사졸릴렌, 퀴나졸리닐렌, 퀴녹살리닐렌, 나프티리디닐렌 및 푸로피리디닐렌이다. 상기 기들은 가능한 경우 C-부착될 수 있고/있거나 N-부착될 수 있다. 헤테로환 기는 벤조-융합된 고리 시스템 및 1개 또는 2개의 옥소(=O) 모이어티로 치환된 고리 시스템, 예컨대, 피롤리딘-2-온을 포함한다.
일부 실시양태에서, 고리는 융합된다. 용어 "융합된"은 2개 이상의 고리가 하나 이상의 결합을 공유하는 구조를 지칭한다. 일부 실시양태에서, 고리는 이량체이다. 일부 실시양태에서, 고리는 삼량체이다. 일부 실시양태에서, 고리는 치환된다.
용어 "탄소환" 또는 "카보사이클렌"은 고리를 형성하는 원자들 각각이 탄소 원자인 이라디칼 고리를 지칭한다. 카보사이클렌은 아릴렌 및 사이클로알킬렌을 포함한다. 따라서, 상기 용어는 고리 골격이 탄소와 상이한 하나 이상의 원자(즉, 헤테로원자)를 함유하는 헤테로사이클렌("헤테로환")으로부터 카보사이클렌을 구별시켜준다. 헤테로사이클렌은 헤테로아릴렌 및 헤테로사이클로알킬렌을 포함한다. 카보사이클렌 및 헤테로사이클렌은 임의적으로 치환될 수 있다.
일부 실시양태에서, 링커는 치환된다. 용어 "임의적으로 치환된" 또는 "치환된"은 언급된 기가 개별적으로 및 독립적으로 C1-C6알킬, C3-C8사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, C2-C6헤테로지환족, 하이드록시, C1-C6알콕시, 아릴옥시, C1-C6알킬티오, 아릴티오, C1-C6알킬설폭사이드, 아릴설폭사이드, C1-C6알킬설폰, 아릴설폰, 시아노, 할로, C2-C8아실, C2-C8아실옥시, 니트로, C1-C6할로알킬, C1-C6플루오로알킬 및 아미노(C1-C6알킬아미노를 포함함), 및 이들의 보호된 유도체로부터 선택된 하나 이상의 추가 기(들)로 치환될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 임의적 치환기는 LsRs일 수 있고, 이때 Ls는 각각 독립적으로 결합, -O-, -C(=O)-, -S-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -NH-, -NHC(=O)-, -C(=O)NH-, S(=O)2NH-, -NHS(=O)2-, -OC(=O)NH-, -NHC(=O)O-, -(C1-C6알킬)- 및 -(C2-C6알케닐)-로부터 선택되고; Rs는 각각 독립적으로 H, (C1-C4알킬), (C3-C8사이클로알킬), 헤테로아릴, 아릴 및 C1-C6헤테로알킬로부터 선택된다. 임의적으로 치환된 비-방향족 기는 하나 이상의 옥소(=O)로 치환될 수 있다. 상기 치환기들의 보호 유도체를 형성할 수 있는 보호기는 당업자에게 공지되어 있다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 선택적 전달 분자는 단일 링커를 포함한다. 비-손상 트레이서(tracer) 양을 사용한 영상화를 이용하여 후속 치료 용량이 표적 조직에서 정확히 농축될 가능성이 있는 지를 시험할 수 있기 때문에 영상화 적재물 및 치료 적재물 둘다의 흡수를 매개하는 단일 기작의 이용은 특히 귀중하다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 선택적 전달 분자는 다수의 링커를 포함한다. 본원에 개시된 선택적 전달 분자가 다수의 X 연결을 포함하는 경우, 분자의 나머지 부분으로부터의 부분 A의 분리는 모든 X 연결의 절단을 필요로 한다. 다수의 X 링커의 절단은 동시적일 수 있거나 순차적일 수 있다. 다수의 X 연결은 상이한 특이성을 갖는 X 연결을 포함할 수 있으므로, 분자의 나머지 부분으로부터의 부분 A의 분리는 하나 초과의 조건 또는 환경("세포외 신호")이 분자와 우연히 만날 것을 요구한다. 따라서, 다수의 X 링커의 절단은 이러한 세포외 신호들의 조합의 검출자로서 작용한다. 예를 들면, 선택적 전달 분자는 염기성 부분 B를 산성 부분 A와 연결하는 2개의 링커 부분 Xa 및 Xb를 포함할 수 있다. 부분 B 및 적재물 모이어티 C(존재하는 경우)가 세포 내로 들어갈 수 있도록 산성 부분 A가 염기성 부분 B로부터 분리되기 전에 Xa 링커 및 Xb 링커 둘다가 절단되어야 하다. 링커 영역이 존재할 수 있는 또 다른 링커와 무관하게 염기성 부분 또는 적재물 모이어티 C에 연결될 수 있고, 원하는 경우 2개 초과의 링커 영역 X가 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
2개 이상의 X 링커의 조합을 사용하여 원하는 세포, 조직 또는 영역으로의 분자의 표적화 및 전달을 더 조절할 수 있다. 세포외 신호들의 조합을 사용하여 원하는 경우 X 링커의 절단의 특이성을 넓히거나 좁힌다. 다수의 X 링커들이 병렬로 연결되는 경우, 부분 A가 분자의 나머지로부터 분리될 수 있기 전에 각각의 X 링커가 절단되어야 하기 때문에 절단의 특이성은 좁아진다. 다수의 X 링커들이 직렬로 연결되는 경우, 어느 한 X 링커 상에서의 절단이 분자의 나머지로부터의 부분 A의 분리를 가능하게 하기 때문에 절단의 특이성은 넓어진다. 예를 들면, 프로테아제 또는 저산소증을 검출하기 위해(즉, 프로테아제 또는 저산소증의 존재 하에서 X를 절단하기 위해), X 링커는 프로테아제-민감성 부위 및 환원-민감성 부위를 직렬로 배치하여 어느 하나의 절단이 산성 부분 A의 분리를 가능하게 하기에 충분하도록 디자인된다. 대안적으로, 프로테아제 및 저산소증 둘다의 존재를 검출하기 위해(즉, 프로테아제 및 저산소증 중 하나만의 존재 하에서 X를 절단하기 위해서가 아니라 프로테아제 및 저산소증 둘다의 존재 하에서 X를 절단하기 위해), X 링커는 서로 디설파이드-결합된 한 쌍 이상의 시스테인들 사이에 프로테아제 민감성 부위를 배치하도록 디자인된다. 이 경우, 프로테아제 절단 및 디설파이드 환원 둘다가 부분 A의 분리를 가능하게 하기 위해 요구된다.
예시적인 선택적 전달 분자
특정 실시양태에서, 본원은 SDM-41에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-42에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-43에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-44에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-45에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-46에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-47에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-48에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-49에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-50에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-51에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-52에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-53에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-54에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-55에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-56에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-57에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-58에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-59에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-60에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-61에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-62에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-63에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-64에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-65에 따른 선택적 전달 분자를 개시한다.
선택적 전달 분자 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65의 구조는 하기 제시되어 있다.
Figure 112015081187016-pct00001
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추가 변형
일부 실시양태에서, 본 발명의 표적화 분자는 임의적으로 표지의 다원자가 및 친화력을 증가시키는 고분자량 분자에 접합된다. 일부 실시양태에서, 고분자량 분자는 수용성 중합체이다. 적합한 수용성 중합체의 예에는 펩티드, 당류, 폴리(비닐), 폴리(에테르), 폴리(아민), 폴리(카복실산) 등이 포함되나, 이들로 한정되지 않는다. 일부 실시양태에서, 수용성 중합체는 덱스트란, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리옥시알킬렌, 폴리시알산, 전분 또는 하이드록시에틸 전분이다. 임의의 적합한 방법을 이용하여 펩티드를 수용성 중합체에 접합시킨다(문헌(Hermanson G., Bioconjugate Techniques 2nd Ed., Academic Press, Inc. 2008) 참조).
약학 조성물
특정 실시양태에서, 본원은 SDM-41에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-42에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-43에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-44에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-45에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-46에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-47에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-48에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-49에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-50에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-51에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-52에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-53에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-54에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-55에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-56에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-57에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-58에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-59에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-60에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-61에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-62에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-63에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-64에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다. 특정 실시양태에서, 본원은 SDM-65에 따른 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 구조를 갖는 화학식 I의 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 거대분자 담체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제 및 치료제로부터 선택되고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, M은 단백질, 천연 중합체, 합성 중합체 및 덴드리머로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 덱스트란, PEG 중합체, 알부민 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 PEG 중합체이다. 일부 실시양태에서, M은 대략 0.5 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 0.5 kDa), 대략 2 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 2 kDa), 대략 5 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 5 kDa), 대략 12 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 12 kDa), 대략 20 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 20 kDa), 대략 30 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 30 kDa) 및 대략 40 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 40 kDa)로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 인도카보시아닌 염료이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-42이다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 구조를 갖는 화학식 I의 선택적 전달 분자를 포함하는 약학 조성물을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A 또는 X 상의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-42이다.
본원의 약학 조성물은 약학적으로 사용되는 제제로의 활성 물질의 프로세싱을 용이하게 하는 부형제 및 보조제를 포함하는 하나 이상의 생리학적으로 허용가능한 담체를 사용함으로써 제제화된다. 적절한 제제화는 선택된 투여 경로에 의해 좌우된다. 약학 조성물의 요약은 예를 들면, 문헌(Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Nineteenth Ed (Easton, Pa.: Mack Publishing Company, 1995)); 문헌(Hoover, John E., Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, Pennsylvania 1975); 문헌(Liberman, H.A. and Lachman, L., Eds., Pharmaceutical Dosage Forms, Marcel Decker, New York, N.Y., 1980); 및 문헌(Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems, Seventh Ed. (Lippincott Williams & Wilkins, 1999))에서 발견된다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 약학 조성물은 약학적으로 허용가능한 희석제(들), 부형제(들) 또는 담체(들)를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 약학 조성물은 다른 의약 또는 약제, 담체, 보조제, 예컨대, 방부제, 안정화제, 습윤화제 또는 유화제, 용액 촉진제, 삼투압 조절용 염, 및/또는 완충제를 포함한다. 또한, 약학 조성물은 다른 치료적으로 귀중한 물질도 함유한다.
일부 실시양태에서, 본원에 개시된 약학 조성물은 비경구(정맥내, 피하, 복강내, 근육내, 혈관내, 경막내, 유리체내, 관주 또는 국소) 투여를 포함하나 이들로 한정되지 않는 임의의 적합한 투여 경로에 의해 대상체에게 투여된다.
근육내, 피하, 종양주위 또는 정맥내 주사에 적합한 제제는 생리학적으로 허용가능한 멸균 수성 또는 비-수성 용액, 분산액, 현탁액 또는 유화액, 및 멸균 주사가능한 용액 또는 분산액으로 재구성되는 멸균 분말을 포함한다. 적합한 수성 담체 및 비-수성 담체, 희석제, 용매 또는 비히클의 예에는 물, 에탄올, 폴리올(프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 크레모포르 등), 이들의 적합한 혼합물, 식물성 오일(예컨대, 올리브유) 및 주사가능한 유기 에스테르, 예컨대, 에틸 올레에이트가 포함된다. 적절한 유동성은 예를 들면, 코팅제, 예컨대, 레시틴의 사용, 분산액의 경우 요구된 입자 크기의 유지, 및 계면활성제의 사용에 의해 유지된다. 피하 주사에 적합한 제제는 임의적 첨가제, 예컨대, 방부제, 습윤화제, 유화제 및 분산제도 함유한다.
정맥내 주사의 경우, 활성 물질은 임의적으로 수용액, 바람직하게는 생리학적으로 상용가능한 완충제, 예컨대, 행크 용액, 링커 용액 또는 생리학적 식염수 완충제에서 제제화된다.
비경구 주사는 임의적으로 볼루스(bolus) 주사 또는 연속 관주를 수반한다. 주사용 제제는 임의적으로 첨가된 방부제를 갖는 유닛 용량 제형, 예를 들면, 앰플 또는 다회 용량 용기 내에 제공된다. 일부 실시양태에서, 본원에 기재된 약학 조성물은 유성 또는 수성 비히클 중의 멸균 현탁액, 용액 또는 유화액으로서 비경구 주사에 적합한 형태로 존재하고, 제제화제, 예컨대, 현탁제, 안정화제 및/또는 분산제를 함유한다. 비경구 투여용 약학 제제는 수용성 형태의 활성 물질의 수용액을 포함한다. 추가로, 현탁액은 임의적으로 적절한 유성 주사 현탁액으로서 제조된다.
일부 실시양태에서, 본원에 기재된 약학 조성물은 정확한 용량의 단회 투여에 적합한 유닛 용량 제형으로 존재한다. 유닛 용량 제형에서, 제제는 적절한 양의 본원에 개시된 활성 물질을 함유하는 유닛 용량으로 분할된다. 일부 실시양태에서, 유닛 용량은 상이한 양의 제제를 함유하는 포장물의 형태로 존재한다. 비-한정적 예는 포장된 정제 또는 캡슐제, 및 바이알 또는 앰플 내의 분말이다. 일부 실시양태에서, 수성 현탁 조성물은 단회 용량 재밀폐불가능한 용기 내에 포장된다. 대안적으로, 다회 용량 재밀폐가능한 용기가 사용되고, 이 경우 전형적으로 방부제를 조성물에 포함시킨다. 예를 들면, 비경구 주사용 제제는 첨가된 방부제를 갖는 유닛 용량 제형(앰플을 포함하나 이것으로 한정되지 않음) 또는 다회 용량 용기 내에 제공된다
사용 방법
선택적 전달 분자 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65는 특정 세포 및/또는 조직으로의 적재물의 표적화된 전달을 가능하게 한다.
특정 실시양태에서, 본원은 적재물을 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. 일부 실시양태에서, 분자는 SDM-41이다.
특정 실시양태에서, 본원은 적재물을 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 하기 화학식 I의 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 거대분자 담체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제 및 치료제로부터 선택되고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, M은 단백질, 천연 중합체, 합성 중합체 및 덴드리머로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 덱스트란, PEG 중합체, 알부민 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, M은 PEG 중합체이다. 일부 실시양태에서, M은 대략 0.5 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 0.5 kDa), 대략 2 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 2 kDa), 대략 5 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 5 kDa), 대략 12 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 12 kDa), 대략 20 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 20 kDa), 대략 30 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 30 kDa) 및 대략 40 kDa의 평균 분자량을 갖는 PEG 중합체(PEG 40 kDa)로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 인도카보시아닌 염료이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-42이다.
관심 조직
일부 실시양태에서, 관심 조직은 암성 조직(또는 암)이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 난소암 조직, 암성 림프절 조직 또는 갑상선암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다.
일부 실시양태에서, 암은 AIDS 관련 암(예를 들면, AIDS 관련 림프종), 항문암, 기저세포암종, 담관암(예를 들면, 간외 담관암), 방광암, 골암(골육종 및 악성 섬유 조직구종), 유방암, 자궁경부암, 대장암, 자궁내막암(예를 들면, 자궁암), 뇌실막종, 식도암, 안암(예를 들면, 안구내 흑색종 및 망막모세포종), 위(복부)암, 생식세포 종양(예를 들면, 두개외, 생식샘외, 난소), 두경부암, 백혈병, 입술 및 구강암, 간암, 폐암(예를 들면, 소세포 폐암, 비-소세포 폐암, 폐의 선암종, 및 폐의 편평암종), 난소암, 췌장암, 뇌하수체 종양, 전립선암, 신장암, 피부암, 소장암, 편평세포암, 정소암, 인후암, 갑상선암, 요도암, 및 이식 후 림프증식성 장애(PTLD)이다.
일부 실시양태에서, 암은 림프암(예를 들면, 림프종)이다.
일부 실시양태에서, 암은 B-세포 암이다. 일부 실시양태에서, 암은 전구체 B-세포 암(예를 들면, 전구체 B-림프모세포성 백혈병/림프종) 및 말초 B-세포 암(예를 들면, B-세포 만성 림프구성 백혈병/전구림프구성 백혈병/소림프구성 림프종(소림프구성(SL) NHL), 림프형질세포성 림프종/면역세포종, 맨텔(mantel) 세포 림프종, 소포 중심 림프종, 소포성 림프종(예를 들면, 세포학적 등급: I(소세포), II(혼합된 소세포 및 대세포), III(대세포) 및/또는 하위형: 미만성 및 주로 소세포 유형), 저등급/소포성 비-호지킨 림프종(NHL), 중간 등급/소포성 NHL, 변연부 B-세포 림프종(예를 들면, 림프절외(예를 들면, MALT-유형 +/- 단핵구모양 B-세포) 및/또는 림프절(예를 들면, +/- 단핵구모양 B-세포)), 비장 변연부 림프종(예를 들면, +/- 융모 림프구), 모발 세포 백혈병, 형질세포종/형질세포 골수종(예를 들면, 골수종 및 다발성 골수종), 미만성 거대 B-세포 림프종(예를 들면, 일차 종격(흉선) B-세포 림프종), 중간 등급 미만성 NHL, 버킷 림프종, 고등급 B-세포 림프종, 버킷 유사 고등급 면역모세포성 NHL, 고등급 림프모세포성 NHL, 고등급 비-절단된 소세포 NHL, 벌키(bulky) 질환 NHL, AIDS 관련 림프종 및 발덴스트롬 거대글로불린혈증)이다.
일부 실시양태에서, 암은 T-세포 및/또는 잠정적(putative) NK-세포 암이다. 일부 실시양태에서, 암은 전구체 T-세포 암(전구체 T-림프모세포성 림프종/백혈병) 및 말초 T-세포 및 NK-세포 암(예를 들면, T-세포 만성 림프구성 백혈병/전구림프구성 백혈병, 및 거대 과립 림프구 백혈병(LGL)(예를 들면, T-세포 유형 및/또는 NK-세포 유형), 피부 T-세포 림프종(예를 들면, 균상식육종/세자리(Sezary) 증후군), 비특정된 일차 T-세포 림프종(예를 들면, 세포학적 등급(예를 들면, 중간 크기 세포, 혼합된 중간 세포 및 대세포), 대세포, 림프상피모양 세포, 하위형 간비장 γδ T-세포 림프종, 및 피하 지방층염 T-세포 림프종), 혈관신생면역모세포성 T-세포 림프종(AILD), 혈관신생중심성(angiocentric) 림프종, 간질 T-세포 림프종(예를 들면, +/- 장병증 관련), 성인 T-세포 림프종/백혈병(ATL), 역형성 대세포 림프종(ALCL)(예를 들면, CD30+, T-세포 및 널(null)-세포 유형), 역형성 대세포 림프종, 및 호지킨 등)이다.
일부 실시양태에서, 암은 호지킨 질환이다.
일부 실시양태에서, 암은 백혈병이다. 일부 실시양태에서, 암은 만성 골수세포성 I(과립세포성) 백혈병, 만성 골수성 및 만성 림프구성 백혈병(CLL), 급성 림프모세포성 백혈병(ALL), 급성 골수성 백혈병, 급성 림프구성 백혈병, 및 급성 골수세포성 백혈병(예를 들면, 골수모세포성, 전구골수세포성, 골수단핵세포성, 단핵세포성 및 적백혈병)이다.
일부 실시양태에서, 암은 액형 종양 또는 형질세포종이다. 일부 실시양태에서, 암은 골수외 형질세포종, 고립 골수종 및 다발성 골수종이다. 일부 실시양태에서, 형질세포종은 다발성 골수종이다.
일부 실시양태에서, 암은 폐암이다.
일부 실시양태에서, 암은 전립선암이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 선암종이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 육종, 신경내분비 종양, 소세포암, 관암 또는 림프종이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 A 기 전립선암(상기 암은 직장 검사 동안 감지될 수 없음)이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 B 기 전립선암(즉, 종양이 전립선 내의 보다 많은 조직에 영향을 미치고, 직장 검사 동안 감지될 수 있거나 높은 PSA 수준 때문에 수행되는 생검에서 발견됨)이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 C 기 전립선암(즉, 암이 전립선 외부의 근처 조직까지 퍼짐)이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 D 기 전립선암이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 안드로겐 비의존적 전립선암(AIPC)이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 안드로겐 의존적 전립선암이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 호르몬 치료에 대해 불응한다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 호르몬 치료에 대해 실질적으로 불응한다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 화학치료에 대해 불응한다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 전이성 전립선암이다. 일부 실시양태에서, 개체는 전립선암과 관련된 유전자, 유전적 돌연변이 또는 다형성(예를 들면, RNASEL/HPC1, ELAC2/HPC2, SR-A/MSR1, CHEK2, BRCA2, PON1, OGG1, MIC-1, TLR4 및 PTEN)을 갖거나, 전립선암과 관련된 유전자의 하나 이상의 추가 카피를 갖는 인간이다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 HER2 양성을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 전립선암은 HER2 음성을 나타낸다.
일부 실시양태에서, 암은 전이되어 있고 순환하는 종양 세포를 특징으로 한다.
영상화 용도
선택적 전달 분자 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65는 특정 세포 및/또는 조직(예를 들면, 암성 조직)으로의 영상화제의 표적화된 전달을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, 상기 선택적 전달 분자는 세포 또는 조직으로의 하나 이상의 영상화제의 표적화된 전달을 가능하게 한다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 특정 조직을 가시화/영상화할 수 있게 한다.
특정 실시양태에서, 본원은 영상화제를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로 구성된 군으로부터 선택된 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 SDM-41이다.
특정 실시양태에서, 본원은 영상화제를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 하기 화학식 I의 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단가능한 펩티드 링커이고;
A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A 또는 X 상의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 인도카보시아닌 염료이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 하기 화학식 I의 분자와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이고;
이때, [cM-M]은 A 또는 X 상의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-42이다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-41과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-42와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-43과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-44와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-45와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-46과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-47과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-48과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-49와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-50과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-51과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-52와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-53과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-54와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-55와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-56과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-57과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-58과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-59와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-60과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-61과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-62와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-63과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-64와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티를 관심 조직에게 전달하는 방법으로서, 상기 관심 조직을 SDM-65와 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 및 SDM-65로부터 선택된 분자를 상기 개체에게 투여하는 단계; 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서,
(a) 상기 개체에서 관심 조직에 편재하는 하기 화학식 I의 분자를 상기 개체에게 투여하는 단계; 및
(b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다:
[화학식 I]
[cM-M]-[[DA-cA]-(A-X-B)-[cB-DB]]
상기 식에서,
X는 절단가능한 링커이고;
A는 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
B는 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖는 펩티드이고;
cA, cB 및 cM은 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이고;
M은 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체이고;
DA 및 DB는 각각 독립적으로 영상화제이고;
이때, [cM-M]은 A, X 및 B 상의 또는 사이의 임의의 위치에 결합되고, [DA-cA]는 A 또는 X 상의 임의의 아미노산에 결합되고, [cB-DB]는 B 상의 임의의 아미노산에 결합된다. 일부 실시양태에서, 상기 조직은 암성 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 유방암 조직, 대장암 조직, 편평세포암종 조직, 피부암 조직, 전립선암 조직, 흑색종 조직, 갑상선암 조직, 난소암 조직 또는 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 유방암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 세포 또는 조직은 대장암 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 암성 림프절 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 편평세포암종 조직이다. 일부 실시양태에서, 암성 조직은 피부암 조직이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 개체로부터 관심 조직을 수술적으로 제거하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 관심 조직을 둘러싸는 수술 절제면은 감소된다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 제거된 관심 있는 세포 또는 조직으로부터 조직 샘플을 제조하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 암성 조직을 병기분류하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, A 및 B는 동등한 수의 산성 아미노산 및 염기성 아미노산을 갖지 않는다. 일부 실시양태에서, B에서의 염기성 아미노산의 수는 A에서의 산성 아미노산의 수보다 더 크다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개 또는 9개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개 또는 9개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, A는 5개의 연속 글루타메이트를 포함하는 펩티드이고, B는 8개의 연속 아르기닌을 포함하는 펩티드이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 0개 또는 1개의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다. 일부 실시양태에서, X는 프로테아제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 매트릭스 메탈로프로테이나제에 의해 절단될 수 있다. 일부 실시양태에서, X는 MMP2, MMP7, MMP9 또는 MMP14에 의해 절단될 수 있는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 펩티드 연결을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 PLGLAG, PLG-C(me)-AG, RPLALWRS, ESPAYYTA, DPRSFL, PPRSFL, RLQLKL 및 RLQLK(Ac)로부터 선택된 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLGLAG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PLG-C(me)-AG를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RPLALWRS를 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 DPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 PPRSFL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLKL을 포함한다. 일부 실시양태에서, X는 아미노산 서열 RLQLK(Ac)를 포함한다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 다른 하나와의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 겪을 수 있는 한 쌍의 수용자 및 공여자 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 Cy7이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye750이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 IRDye800이다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 Cy5 및 ICG이다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 DA와 DB 사이의 푀르스터스/형광 공명 에너지 전달을 가시화하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, DA 및 DB는 형광 모이어티 및 형광-소광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-41, SDM-42, SDM-43, SDM-44, SDM-45, SDM-46, SDM-47, SDM-48, SDM-49, SDM-50, SDM-51, SDM-52, SDM-53, SDM-54, SDM-55, SDM-56, SDM-57, SDM-58, SDM-59, SDM-60, SDM-61, SDM-62, SDM-63, SDM-64 또는 SDM-65이다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 SDM-41이다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 분자는 SDM-42이다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-41을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-42를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-43을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-44를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-45를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-46을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-47을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-48을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-49를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-50을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-51을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-52를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-53을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-54를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-55를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-56을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-57을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-58을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-59를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-60을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-61을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-62를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-63을 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-64를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 관심 조직의 가시화를 필요로 하는 개체에서 관심 조직을 가시화하는 방법으로서, (a) SDM-65를 상기 개체에게 투여하는 단계, 및 (b) 하나 이상의 영상화제를 가시화하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다.
일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 특정 조직(예를 들면, 암성 조직)을 가시화/영상화할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 관심 조직(예를 들면, 암성 조직)을 제거(또는 수술적으로 절제)할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 수술 절제면을 감소시키면서 관심 조직(예를 들면, 암성 조직)을 제거(또는 수술적으로 절제)할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 종양/암성 조직을 제거(또는 수술적으로 절제)할 수 있게 하고 종양/암성 조직의 일부가 제거되지 않을 확률을 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 종양/암성 조직을 최대한 감축시킬 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 암성 유방 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 불필요한 수술 및 재수술의 확률을 감소시킨다.
일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 관심 조직(예를 들면, 암성 조직)을 보다 더 정확하게 샘플링(예를 들면, 생검(예를 들면, 절제 생검, 절개 생검, 흡입 생검 또는 바늘 생검))할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 건강한 조직을 함유하는 절제된 조직 내에서 특정 조직(예를 들면, 암성 조직)을 가시화/영상화할 수 있게 한다. 표적 조직(예를 들면, 암성 조직)의 확인의 가능은 병리학자를 병리학적 평가를 위해 절개할 위치로 안내할 수 있고 병리학자가 건강하지 않은 조직(예를 들면, 암성 조직)을 놓치고 가성(false) 음성을 나타낼 수 있는 건강한 조직을 샘플링할 확률을 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 사용 후 제거된 조직(예를 들면, 암성 조직)은 병리학 절편 또는 슬라이드를 제조하는 데에 사용된다. 일부 실시양태에서, 화학식 I의 화합물의 사용 후 제거된 암성 조직은 조직을 악성 또는 양성으로 진단하는 데에 사용되는 병리학 절편 또는 슬라이드를 제조하는 데에 사용된다.
일부 실시양태에서, 암성 유방 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 암을 정확히 병기분류하여 의학적 치료를 결정할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 암성 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 종양(암성 조직)의 크기 또는 암성 조직의 퍼짐(예를 들면, 전이성 병변)을 관찰할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 세포 또는 조직으로의 영상화제의 표적화된 전달은 의학 전문가가 효과적인 치료 요법을 디자인할 수 있게 한다.
일부 실시양태에서, 영상화제를 포함하는 화학식 I에 따른 선택적 전달 분자는 유도 수술에서 사용된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자는 상향조절된 프로테아제 활성을 갖는 암성 또는 다른 병리학적 조직(예를 들면, 염증 반응을 겪는 조직)에 우선적으로 편재된다. 일부 실시양태에서, 영상화제를 포함하는 화학식 I에 따른 선택적 전달 분자는 대장암을 제거하기 위한 유도 수술에서 사용된다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자를 사용하는 유도 수술은 의사가 건강한(즉, 비-암성) 조직을 가능한 적게 절제할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 선택적 전달 분자를 사용하는 유도 수술은 의사가 선택적 전달 분자의 존재 없이 절제할 수 있을 암성 조직보다 더 많은 암성 조직을 가시화하고 절제할 수 있게 한다. 일부 실시양태에서, 수술은 형광-유도 수술이다.
영상화제
일부 실시양태에서, 영상화제는 염료이다. 일부 실시양태에서, 영상화제는 형광 모이어티이다. 일부 실시양태에서, 형광 모이어티는 형광 단백질, 형광 펩티드, 형광 염료, 형광 물질 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
모든 형광 모이어티들이 용어 "형광 모이어티" 내에 포함된다. 본원에서 제공된 형광 모이어티의 구체적인 예는 예시적이고 본원에 개시된 표적화 분자와 함께 사용되는 형광 모이어티를 한정하기 위한 것이 아니다.
형광 염료의 예에는 잔텐(예를 들면, 로다민, 로돌 및 플루오레세인, 및 이들의 유도체); 비만; 쿠마린 및 이의 유도체(예를 들면, 움벨리페론 및 아미노메틸 쿠마린); 방향족 아민(예를 들면, 댄실; 스쿠아레이트 염료); 벤조푸란; 형광 시아닌; 인도카보시아닌; 카바졸; 디시아노메틸렌 피란; 폴리메틴; 옥사벤즈안쓰란; 잔텐; 피릴륨; 카보스틸; 페릴렌; 아크리돈; 퀴나크리돈; 루브렌; 안쓰라센; 코로넨; 펜안쓰레센; 피렌; 부타디엔; 스틸벤; 포피린; 프탈로시아닌; 란타나이드 금속 킬레이트 착물; 희토류 금속 킬레이트 착물; 및 이러한 염료의 유도체가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
플루오레세인 염료의 예에는 5-카복시플루오레세인, 플루오레세인-5-이소티오시아네이트, 플루오레세인-6-이소티오시아네이트 및 6-카복시플루오레세인이 포함되나, 이들로 한정되지 않는다.
로다민 염료의 예에는 테트라메틸로다민-6-이소티오시아네이트, 5-카복시테트라메틸로다민, 5-카복시 로돌 유도체, 테트라메틸 및 테트라에틸 로다민, 디페닐디메틸 및 디페닐디에틸 로다민, 디나프틸 로다민, 및 로다민 101 설포닐 클로라이드(텍사스 레드®의 상표명 하에 시판됨)가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
시아닌 염료의 예에는 Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, IRDYE680, 알렉사 플루오르 750, IRDye800CW 및 ICG가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
형광 펩티드의 예에는 GFP(녹색 형광 단백질) 또는 GFP의 유도체(예를 들면, EBFP, EBFP2, 아주라이트, mKalama1, ECFP, 세룰리안, CyPet, YFP, 시트린, 비너스, YPet)가 포함된다.
형광 표지는 임의의 적합한 방법에 의해 검출된다. 예를 들면, 형광색소를 적절한 파장의 광으로 여기시키고 생성된 형광을 예를 들면, 현미경관찰, 시각적 검사, 사진 필름, 전자 검출기, 예컨대, 전하 커플링된 장치(CCD), 광전자증배관 등을 이용하여 검출함으로써 형광 표지를 검출할 수 있다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 양전자 방출 단층촬영(PET)을 위한 양전자 방출 동위원소(예를 들면, 18F), 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)을 위한 감마-선 동위원소(예를 들면, 99mTc), 또는 자기 공명 영상화(MRI)를 위한 상자성 분자 또는 나노입자(예를 들면, Gd3 + 킬레이트 또는 코팅된 자철석 나노입자)로 표지된다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 가돌리늄 킬레이트, 산화철 입자, 초상자성 산화철 입자, 초소 상자성 입자, 망간 킬레이트 또는 갈륨 함유 물질로 표지된다.
가돌리늄 킬레이트의 예에는 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DTPA), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 및 1,4,7-트리아자사이클로노난-N,N',N"-트리아세트산(NOTA)이 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 근적외선(근-IR) 영상화를 위한 근적외선 형광단, 생체발광 영상화를 위한 루시퍼라제(초파리, 세균 또는 강장동물) 또는 다른 발광 분자, 또는 초음파를 위한 과불화탄소-충전된 소포이다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 핵 프로브이다. 일부 실시양태에서, 영상화제는 SPECT 또는 PET 방사성핵종 프로브이다. 일부 실시양태에서, 방사성핵종 프로브는 테크네튬 킬레이트, 구리 킬레이트, 방사성 불소, 방사성 요오드 및 인듐 킬레이트로부터 선택된다.
Tc 킬레이트의 예에는 HYNIC, DTPA 및 DOTA가 포함되나 이들로 한정되지 않는다.
일부 실시양태에서, 영상화제는 방사성 모이어티, 예를 들면, 방사성 동위원소, 예컨대, 211At, 131I, 125I, 90Y, 186Re, 188Re, 153Sm, 212Bi, 32P, Lu의 64Cu 방사성 동위원소 등을 함유한다.
출발 물질
특정 실시양태에서, 본원은 하기 구조를 갖는 화학식 II의 분자를 개시한다:
[화학식 II]
A1-X1-B1
상기 식에서,
X1은 절단가능한 링커이고;
A1은 5개 내지 9개의 산성 아미노산을 포함하는 서열을 갖고 제1 반응성 아미노산 모이어티 cA를 갖는 펩티드이고;
B1은 7개 내지 9개의 염기성 아미노산을 포함하는 서열을 갖고 제2 반응성 아미노산 모이어티 cB를 갖는 펩티드이고;
A1-X1-B1은 A1 또는 X1 상의 제3 반응성 아미노산 모이어티 cM을 갖고;
이때, cA는 DA를 포함하는 제1 적재물 모이어티와 반응할 수 있고, cB는 DB를 포함하는 제2 적재물 모이어티와 반응할 수 있고, cM은 M을 포함하는 거대분자 담체와 반응하여 화학식 I의 분자를 형성할 수 있다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 오르토고날 반응성을 나타내는 작용기를 갖는다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 천연 발생 아미노산 및 비-천연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D 아미노산, L 아미노산, α-아미노산, β-아미노산 및 γ-아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산, N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산, 및 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cA, cB 및 cM은 각각 독립적으로 D-시스테인, D-글루타메이트, 라이신 및 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, cB는 자유 티올 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cB는 D-시스테인이다. 일부 실시양태에서, cA는 N-말단 아민 기를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cA는 D-글루타메이트이다. 일부 실시양태에서, cA는 라이신이다. 일부 실시양태에서, cM은 하이드록실아민 또는 하이드라진 기와의 반응 시 옥심 또는 하이드라존 결합을 형성할 수 있는 측쇄를 갖는 임의의 아미노산이다. 일부 실시양태에서, cM은 파라-4-아세틸 L-페닐알라닌이다.
본원에서 사용된 바와 같이, "오르토고날 반응성을 나타내는"은 다수의 기들이 교차반응하지 않는 일련의 반응을 통해 분자에 부착되어 다른 기들의 존재 하에서 각각의 기의 특이적 부착을 가능하게 한다는 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, 3개의 기(DA, DB 및 DM)는 각각의 기가 A1-X1-B1 상의 한 부위에만 부착되도록 교차반응하지 않는 일련의 3개의 독립적인 반응을 이용함으로써 cA, cB 및 cM을 통해 A1-X1-B1에 부착될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 아미노산 서열을 갖는 분자를 개시한다:
(D-Glu)5-F(4- Ac )-o-Pro-Leu-Gly-Cys( Me )-Ala-Gly-(D-Arg)8-(D-Cys)
상기 서열에서,
o는 5-(아미노-3-옥사펜탄오일)을 나타내고; F(4- Ac )는 파라-아세틸-(L)-페닐알라닌을 나타내고; C( Me )는 S-메틸-(L)-시스테인을 나타낸다.
일부 실시양태에서, 상기 분자는 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 중합체를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, PEG 중합체는 F(4-Ac) 서브유닛에서 상기 분자에 공유연결된다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 오르토고날적으로 반응될 수 있는 기를 포함한다. 일부 실시양태에서, 오르토고날적으로 반응될 수 있는 기는 아민, 티올 및 아세틸 페닐알라닌으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 아민, 티올 및 아세틸 페닐알라닌을 포함한다.
일부 실시양태에서, PEG 중합체는 대략 0.5 kDa의 평균 분자량을 갖는다. 일부 실시양태에서, PEG 중합체는 대략 2 kDa의 평균 분자량을 갖는다. 일부 실시양태에서, PEG 중합체는 대략 5 kDa의 평균 분자량을 갖는다. 일부 실시양태에서, PEG 중합체는 대략 10 kDa의 평균 분자량을 갖는다. 일부 실시양태에서, PEG 중합체는 대략 20 kDa의 평균 분자량을 갖는다. 일부 실시양태에서, PEG 중합체는 대략 40 kDa의 평균 분자량을 갖는다. 특정 실시양태에서, 본원은 화학식 I에 따른 분자의 합성에 있어서 상기 분자의 용도를 개시한다.
특정 실시양태에서, 본원은 하기 아미노산 서열을 갖는 분자를 개시한다:
(D-Glu)5-o-Pro-Leu-Glys-Cys(me)-Ala-Gly-(D-Arg)8-(D-Cys)-[PEG(2k)]
상기 서열에서,
모든 글루타메이트 및 아르기닌은 D-아미노산이고; o는 5-(아미노-3-옥사펜탄오일)을 나타내고; Cys(me)는 S-메틸-(L)-시스테인을 나타내고; PEG(2k)는 대략 2 kDa의 평균 분자량을 갖는 α-아미노-ω-아미드 폴리(에틸렌 글리콜)을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 상기 분자는 형광 모이어티를 추가로 포함한다. 특정 실시양태에서, 본원은 화학식 I에 따른 분자의 합성에 있어서 상기 분자의 용도를 개시한다.
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실시예
재료 및 방법
HPLC 등급의 아세토니트릴, 글리신, 아세토페논 및 아닐린을 써모 피셔 사이언티픽(Thermo Fisher Scientific)(미국 매사추세츠주 왈쌈 소재)으로부터 구입하였다. 밀리(Milli)-Q 물 정화 시스템(밀리포어(Millipore), 미국 매사추세츠주 베드포드 소재)을 통해 정제수를 모았다. 3-말레이미도프로피온산-Pfp 에스테르를 몰레큘라 바이오사이언시스(Molecular Biosciences)(미국 콜로라도주 보울더 소재)로부터 구입하였다. PBS-EDTA 완충제를 테크노바(Teknova)(미국 캘리포니아주 홀리스터 소재)로부터 구입하였다. PBS 완충제(pH 8.5, 0.5 M)를 보스톤 바이오프로덕츠(Boston Bioproducts)(미국 매사추세츠주 애쉬랜드 소재)로부터 구입하였다. 트리플루오로아세트산(TFA)을 알파 애사르(Alfa Aesar)(미국 매사추세츠주 와드 힐 소재)로부터 구입하였다. 디메틸포름아미드(DMF) 및 N-메틸모르폴린(NMM)은 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)(미국 위스콘신주 밀워키 소재)에 의해 공급되었다. α-머캡토에틸-ω-메톡시, 폴리-옥시에틸렌(Mw 약 2,000, 약 5,000, 약 20,000 및 약 40,000)[mPEG(2K)-SH, mPEG(5K)-SH, mPEG(20K)-SH, mPEG(40K)-SH] 및 α-아미노실-ω-메톡시, 폴리옥시에틸렌(Mw 약 2,000, 약 5,000, 약 10,000, 약 20,000 및 약 40,000)[mPEG(2K)-ONH2, mPEG(5K)-ONH2, mPEG(10K)-ONH2, mPEG(20K)-ONH2, mPEG(40K)-ONH2]을 엔오에프 어메리카 코포레이션(NOF America Corporation)(미국 캘리포니아주 어빈 소재)으로부터 구입하였다. mPEG(1K)-NHNH2(Mw 약 1,000)를 나녹스(Nanocs)(미국 뉴욕 소재)로부터 구입하였다. IRDye 800CW 말레이미드(Mal-IRDye) 및 IRDye 750 석신이미딜 에스테르는 리-코르 바이오사이언시스(Li-Cor Biosciences)(미국 네바다주 린콜른 소재)에 의해 공급되었다. 동결건조된 펩티드 P-1 내지 P-18은 폴리펩티드 그룹(PolyPeptide Group)(미국 캘리포니아주 샌 디에고 소재)에 의해 공급되었다.
4℃에서 작동하는 CTC PAL 자동샘플러, 진공 탈기제, 이원 펌프, 어날리스트(Analyst) 1.5 분석 소프트웨어와 연결된 UV-VIS 검출기 및 페노메넥스(Phenomenex) 컬럼(키네텍스(Kinetex) 2.6 μ C18 100A, 100 x 2.1 mm)을 갖춘, AB SCIEX API 3200과 병용되는 아질런트(Agilent) 1200 SL 시리즈; 또는 핀니간(Finnigan) LCQ 데카(Deca) XP 질량 분광계와 병용되는 워터스 2487 이중 λ 흡광도 검출기를 갖춘 워터스 2695 분리 모듈 상에서 LC-MS 분석을 수행하였다. 상기 장치는 엑스칼리버(Xcalibur) 분석 소프트웨어 및 피이케 사이언티픽(Peeke Scientific) 컬럼(티탄 200 5 ㎛, C18-MC, 50/100 x 2.1 mm)과 연결되어 있다.
아질런트 시스템(아질런트 1200 시리즈) 및 써모 사이언티픽(Thermo Scientific) 컬럼(하이퍼실 골드(Hypersil Gold) C18, 5 μ, 250 x 10 mm) 상에서, 또는 워터스 델타 프렙(Waters Delta Prep) 분취 HPLC 시스템 및 바리안(Varian) 컬럼(F75L, C18, 15 μ, 1200 g) 상에서, 또는 워터스 2487 이중 λ 흡광도 검출기, 분획 수집기 III, 매스린스(Masslynx) 소프트웨어 및 써모 사이언티픽 컬럼(하이퍼실 골드 C18, 5 μ, 250 x 10 mm) 또는 페노메넥스 컬럼(루나(luna), C18(2), 5 μ, 100A AX 150 x 30 mm)을 갖춘 워터스 프렙LC 시스템 상에서 분취 HPLC를 수행하였다. 이동상은 물(0.05% TFA)(용매 A)/아세토니트릴(0.05% TFA)(용매 B) 구배로 구성되었다.
에펜도르프 원심분리기 5810R 또는 벡크만 마이크로퓨즈(Beckman Microfuge)® 18을 이용하여 4℃에서 원심분리를 수행하였다.
본원에 개시된 선택적 전달 분자의 합성을 위한 예시적 물질은 펩티드 P-1, P-2, P-3, P-4, P-5, P-6, P-7, P-8, P-9, P-10, P-11, P-12, P-13, P-14, P-15, P-16, P-17 및 P-18 중 임의의 펩티드를 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
상기 출발 물질들은 이하에 요약되어 있다:
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실시예 1: 펩티드 P-16으로부터의 SDM -41의 합성
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중간체 2의 합성
암실 내에서 실온에서 Cy5 말레이미드(2.3 mg, 2.7 μmol)를 교반하면서 아세토니트릴(0.5 ㎖) 및 PBS 완충제(0.5 ㎖, pH 8.5, 0.5 M) 중의 펩티드 P-16(10 mg, 2.0 μmol) 용액에 첨가하였다. 반응을 LC-MS로 추적하고 40분 이내에 완결하였다. Cy7-NHS에 이어서 PBS 완충제(1.0 ㎖, pH 8.5, 0.5 M)를 반응 혼합물에 첨가하였다. 15시간 동안 교반한 후, 혼합물을 HPLC로 정제하여 중간체 2(3.8 mg, 32%)를 제공하였다. 계산치: [M+3H]3+ (C211H319N62O53S5) m/z = 1577; 실측치 ESI: [M+3H]3+ (C211H319N62O53S5) m/z = 1577.
선택적 전달 분자 SDM-41의 합성
글리신 완충제(1.0 ㎖, 0.1 M, 20 mM 아닐린, pH 3.0) 및 아세토니트릴(0.5 ㎖) 중의 중간체 2(3.8 mg, 0.65 μmol)와 mPEG(2K)-ONH2(2.5 mg, 1.1 μmol)의 혼합물을 암실 내에서 실온에서 15시간 동안 교반하였다. 반응이 완결된 후, 아세토페논(7 ㎕, 60 μmol)을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. RP-HPLC로 정제하여 선택적 전달 분자 SDM-41(2.1 mg, 40%)을 제공하였다.
실시예 2a: 효소 의존적 형광 증강 및 색 변화
선택적 전달 분자 41을 실온에서 TCNB 완충제(pH 7.5)에 용해시켰다. SDM-41의 농도는 0.156 내지 5 μM이었다. 형광 강도를 몰레큘라 디바이시스(Molecular Devices) 스펙트로맥스(Spectromax) M2 분광광도계 상에서 측정하였다. 샘플을 620 nm에서 여기시키고 방출을 670 nm에서 측정하였다(Cy5).
1 nM의 최종 농도로 MMP-7을 첨가하여 펩티드 절단을 시작하였다. 절단율을 분 당 Cy5의 상대적 형광 강도의 변화로서 측정한 후, MMP-7에 의한 SDM-41의 절단에 대한 kcat 및 Km을 계산하기 위해 표준 곡선을 이용하여 Cy5-펩티드의 농도로 전환하였다(도 1). 데이터는 SDM-41이 MMP-7에 대한 기질이고 효소 절단 시 형광생성 FRET 신호를 생성한다는 것을 보여준다.
실시예 2b: 효소 의존적 형광 증강 및 색 변화
선택적 전달 분자 42를 실온에서 1 μM로 TCNB 완충제(pH 7.5)에 용해시킨다. 형광 스펙트럼을 F-2500 형광 분광계 상에서 기록한다. Cy5 형광 공여자를 625 nm에서 여기시키고 방출을 669 nm에서 측정한다.
1 nM의 최종 농도로 MMP-2를 첨가하여 펩티드 절단을 시작한다. 절단 반응은 2시간 이내에 완결된다.
실시예 3: 종양 균질화물로부터의 형광생성 반응
마우스 이식을 위해 회수하기 전, HT1080 세포(카탈로그 # CCL-121; 어메리칸 타입 컬처 콜렉션(American Type Culture Collection), 미국 버지니아주 소재)를 37℃에서 공기 중의 5% CO2의 습한 대기 중에서 기하급수적 생장 조건 하에서 80% 내지 100% 전면생장률(confluence)에 도달할 때까지 생장시킨다. 각각의 누드 마우스의 손을 구속하고 25-G 바늘을 이용하여 2 x 106개 HT-1080 세포를 유선 지방 패드 내로 주입한다. HT-1080 종양의 크기가 100 내지 200 mm3에 도달하였을 때(전형적으로 종양 세포 이식 후 1주 내지 2주) HT-1080 종양을 회수한다.
초음파 파괴를 이용하여 HT-1080 종양을 균질화한다. 1 nM MMP-7 또는 10 ㎕ 종양 조직 균질화물(TH2 및 TH3)을 37℃에서 100 ㎕ 완충제 중의 1 μM SDM-42와 24시간 동안 혼합한다. 샘플을 폴리아크릴아미드 겔 상에 적재하고 전기영동을 이용하여 분리한다. HT-1080 종양 균질화물과 함께 항온처리된 후, SDM-42는 절단되고 높은 형광을 나타내게 된다.
실시예 4: 종양 조영을 위한 생체내 영상화 분석
HT-1080 이종이식 모델을 실시예 3에 기재된 바와 같이 생성하고, 주변 조직에 비해 생체내 종양 형광 조영을 제공하는 분자의 능력을 평가하는 데에 사용한다. 일단 종양의 크기가 100 내지 200 mm3에 도달하면(전형적으로 종양 세포 이식 후 1주 내지 2주), 형광 접합체를 HT-1080 종양 보유 마우스에서 시험한다. 회전하는 꼬리 주입기(카탈로그 # RTI; 브레인트리 사이언티픽(Braintree Scientific), 미국 매사추세츠주 소재)를 이용하여 의식이 있는 HT-1800 종양 보유 마우스를 구속하고, 100 ㎕ 식염수 용액 중의 0.1 내지 5 나노몰/마우스의 농도로 SDM-43, SDM-44, SDM-45 또는 SDM-46을 정맥(꼬리 정맥)내로 투약한다. 영상화를 준비하는 데에 있어서, 복강내로 제공된 케타민/자일라진(카탈로그 # K-113; 시그마 알드리치, 미국 미조리주 소재)의 혼합물(1 ㎕/g 체중)로 마우스를 약하게 마취시켜 움직임을 최소화한다.
전체 동물 형광 가시화 영상화 시스템 또는 올림푸스(Olympus) 입체 형광 현미경을 이용하여 연속 전신 영상화(종양이 포함됨)를 수행한다. 마우스를 바로 눕혀 놓고 영상화를 상부부터 수행하여 동물의 복부 측면을 영상화한다. 사용된 형광 염료를 기초로 여기 및 방출 파장을 선택한다. 하기 방정식을 이용하여 조영을 계산한다:
조영(contrast) = (종양의 형광 강도 - 반대쪽 흉부 조직의 형광 강도)/반대쪽 흉부 조직의 강도).
전체 동물에서 0.4 초과의 조영은 전체 동물 영상에서 눈에 의해 용이하게 검출되고 우수한 조영이다. 0.7 초과의 조영은 높은 조영이다.
주입 후 1시간 내지 24시간에서 마우스를 수회 영상화한다.
실시예 5: 개선된 조직 축적을 갖는 생체내 분포 및 화합물
다양한 장기에서 총 염료 축적을 측정하기 위해, HT-1080 이종이식 마우스를 희생시키고, 화합물을 꼬리 정맥을 통해 정맥내로 투여한 후 6시간에서 혈액, 간, 신장 및 종양으로부터 조직 샘플을 채취한다. 각각의 데이터 점에 대해 3마리 또는 4마리의 마우스를 사용한다. 혈액 샘플을 4℃에서 밤새 저장한 후, 15,000 rpm에서 원심분리하여 혈청을 분리한다. 장기를 ProK 완충제(0.25 mg/㎖ Prok, 0.1 mg/㎖ DNAse, 150 mM NaCl, 10 mM 트리스 pH 8.0, 0.2% SDS)에서 10 ㎕/mg(조직)의 농도로 혼합하고 가위를 이용하여 작은 조각으로 절단한다. 그 다음, 조직/분해 용액을 67% 사용률에서 1분 동안 초음파처리하고 37℃에서 밤새 분해한다. 분해 후, 샘플을 15,000 rpm에서 원심분리하고, 조직 균질화물을 흡입하고 4℃에서 저장한다.
화합물을 주입하지 않은 대조군 동물의 혈청 및 조직 균질화물(다양한 희석) 내로 공지된 농도의 투여된 화합물을 혼입함(spiking)으로써 생성된 형광 표준 곡선으로부터 형광 화합물의 조직 농도를 측정한다. 각각의 화합물에 대한 선형 범위를 각각의 조직에 대해 측정한다. 형광 측정을 형광 플레이트 판독기 또는 형광 분광계 상에서 수행한다.
실시예 6a: FRET SDM들을 사용한 림프절로의 암 전이의 생체내 검출
종양 보유 마우스에서 형광 SDM들의 정맥내 및 종양주위 투여 후 전이성 자궁경부 림프절의 형광 표지
하기 모델 및 분석을 이용하여, 동계(syngeneic) 귀 종양을 보유하는 면역능력 BALB/c 마우스(찰스 리버(Charles River), 미국 매사추세츠주 01887 윌밍톤 소재)에서 림프절로의 암 전이를 검출하는 형광 SDM들의 능력을 측정하였다.
마우스 모델. 마우스는 개별적으로 환기되는 IVC 일회용 우리(이노바이브 인코포레이티드(Innovive, Inc), 미국 캘리포니아주 92121 샌 디에고 소재)에서 4마리로 구성된 군으로 사육되었고 표준 실험 음식물(카탈로그 # 2018, 할란 라보라토리스 인코포레이티드(Harlan Laboratories, Inc.), 미국 인디애나주 46250 인디애나폴리스 소재) 및 식수에 자유롭게 접근하였다. 동물들을 종양 세포 이식 전 5일 이상 동안 조절된 환경 조건(12시간/12시간 명/암 주기) 하에서 유지시켰다. 모든 실험 절차들을 승인된 IACUC 프로토콜 # EB11-002-009A 하에서 수행하였다. 어메리칸 타입 컬처 콜렉션(ATCC, 미국 버지니아주 20108 마나사스 소재) 및 캘리포니아 샌 디에고 대학(UCSD, 미국 캘리포니아주 92093 라 졸라 소재)으로부터 입수된 뮤린 4T1 종양(ATCC® 번호: CRL-2539™) 및 유선 암종(폴리오마 미들 T 8119 서브클론 "PyMT 8119") 세포를, 표준 세포 배양 기법을 이용하여 각각 개별적으로 생장시켰다. 종양 세포(4x105 종양 세포/50 ㎕/마우스)를 DPBS/매트리겔™(1:1 부피)에 현탁시키고, 일차 종양 유도를 위해 귀 연골 위의 마우스 귀 귓바퀴에 피하 주입하였다. 전이성 유방암의 대용 뮤린 모델로서 사용된 귀 종양 보유 마우스에서 전이성 자궁경부 림프절의 생체내 영상화는 종양 세포 이식 후 17일 내지 20일에서 일어났다.
화합물 투여. SDM들의 정맥내 투여(꼬리 정맥 주입)를 위해, 마우스를 회전 꼬리 주입기(카탈로그 # RTI, 브레인트리 사이언티픽 인코포레이티드, 미국 매사추세츠주 02185 브레인트리 소재)로 구속하고, 28G1/2 인슐린 주사기(카탈로그 # 14-826-79, 벡톤 디킨슨 앤드 캄파니(Becton Dickinson and Company), 미국 뉴저지주 07417 프랭클린 레이크스 소재)를 이용하여 시험 제품(5 내지 120 μM; 100 ㎕/마우스)을 마우스에 주입하였다. SDM들의 종양주위 주입을 수행하기 위해, 복강내로 투여된 케타민/자일라진(케타젝트(Ketaject)® & 자일라-젝트(Xyla-ject)®, 포에닉스 파마슈티칼스(Phoenix Pharmaceuticals), 미국 미조리주 64506 세인트 조셉 소재) 혼합물을 사용하여 각각의 관련된 마우스들을 진정시키고, 30G 프리시젼글라이드(PrecisionGlide)™ 바늘(카탈로그 # 305106, 벡톤 디킨슨 앤드 캄파니, 미국 뉴저지주 07417 프랭클린 레이크스 소재)을 이용하여 시험 제품(5 내지 120 μM; 30 내지 60 ㎕/귀)을 일차 종양 및 반대쪽 귀 귓바퀴 주변에 피하 주입하였다. 투약 후, 1시간 내지 24시간 후 자궁경부 림프절의 형광 영상화에 대해 조사하기 전에 각각의 마우스를 배정된 우리에 돌려보내고 조절된 환경 조건 하에서 유지시켰다.
형광 영상화. 자궁경부 림프절을 영상화하기 위해, 각각의 마우스를 복강내로 투여된 케타민/자일라진의 혼합물로 깊이 마취시켰다. 무딘 절개, 및 단일 강도 및 2개의 형광단 형광 비 검출 둘다에 적합한 형광 필터를 갖춘 컴퓨터 형광 입체현미경(SZX10, 올림푸스 옵티칼 캄파니 리미티드(Olympus Optical, CO, LTD), 일본 소재)을 이용한 자궁경부 림프절의 영상화를 위해 깊이 마취된 마우스를 흑색 코르크 조각(4 x 4 인치, 쿠아르테트(Quartet)®, ACCO 브랜즈(Brands), 미국 일리노이주 60069 린콜른셔 소재) 상으로 옮겼다. 예를 들면, Cy5 및 Cy7을 갖는 FRET-기초 SDM들을 위해 Cy5 및 Cy7을 위한 필터를 사용하였다. 생체내 형광 영상화(비 영상화 방법에 대해 하기 참조) 후, 자궁경부 림프절을 수술로 제거하고, 10% 완충 포르말린에서 고정시키고, 형광/암 상관관계의 평가 및 SDM들의 진단 성능의 측정을 위한 조직학적 분석(헤마톡실린 & 에오신 염색)을 위해 프로세싱하였다.
방출 비 영상화 방법. 올림푸스 SZX10 연구 입체현미경(올림푸스 어메리카(Olympus America), 미국 펜실베니아주 센터 밸리 소재)을 이용하여 형광 영상을 획득하였다. Cy5 및 Cy7 FRET-기초 SDM들의 경우, 620 nm에서 집중된 여기 필터(크로마(Chroma) ET620/60x, 크로마 테크놀로지 코포레이션(Chroma Technology Corp.), 미국 버몬트주 벨로우스 폴스 소재), 및 700 nm 및 810 nm에서 집중된 방출 필터(크로마 필터 ET700/75m 및 ET810/90m)를 이용하여 상이한 방출 파장에서 2개의 영상을 생성하였다. 윈도우-기초 컴퓨터와 연결된 오카(Orca)-R2 카메라(하마마츠(Hamamatsu), 미국 뉴저지주 브리지워터 소재)를 이용하여 영상을 획득하였다. 2종의 방법을 이용하여 림프절에 대한 방출 비를 측정하였다. 한 방법의 경우, 관심 있는 림프절의 일부 또는 전부를 포함하도록 유도된 관심 있는 영역(ROI)에 걸쳐 강도의 평균을 산출하였다. 그 후, 관심 있는 각각의 영역에 대한 강도 데이터로부터 방출 비를 계산하였다.
[방정식 1]
Roi 방출 비 = (roiInt1/Exp1)/(Int2/Exp2)
상기 식에서,
roiInt1은 ET700/75m 필터를 사용한 경우 방출 파장 1에서 ROI에 대한 평균 강도이고,
Exp1은 Int1을 위해 사용된 노출 시간이고,
roiInt2는 ET810/90m 필터를 사용한 경우 방출 파장 2에서 ROI에 대한 평균 강도이고,
Exp2는 Int2를 위해 사용된 노출 시간이다.
방출 비를 측정하기 위해 이용된 두 번째 방법은 방출 비 영상으로부터 수득된 관심 있는 림프절의 일부 또는 전부를 포함하도록 유도된 관심 있는 영역(ROI)으로부터의 방출 비의 평균을 산출하는 것에 기초하였다. 화소 값이 8-비트 영상의 경우 0 내지 255 사이에 속하도록 환산(scaling) 계수를 포함하는 방정식 1의 변경된 형태를 이용하여 방출 비 영상을 생성하였다.
[방정식 2]
Px 방출 비 = k * (pxInt1/Exp1)/(pxInt2/Exp2)
상기 식에서,
k는 환산 계수이고,
pxInt1은 ET700/75m 필터를 사용한 경우 방출 파장 1에서의 화소 강도이고,
Exp1은 Int1을 위해 사용된 노출 시간이고,
pxInt2는 ET810/90m 필터를 사용한 경우 방출 파장 2에서의 화소 강도이고,
Exp2는 Int2를 위해 사용된 노출 시간이다.
Exp1= 0.7초, Exp2= 2.5초 및 k=24인 방정식 2를 이용하여 생성한 SDM-41에 대한 방출 비 영상의 일례는 SDM-41에 대한 공여자(좌측), 수용자(중간) 및 형광 방출 비(우측) 영상을 보여주는 도 2에 제시되어 있다.
어느 한 방법을 이용하였을 때 림프절에 대한 방출 비는 정량적으로 유사한 결과를 제공하였다.
병리학자는 H&E 염색을 기초로 림프절을 전이성 또는 비-전이성 림프절로서 확인하였다. 그 다음, 방정식 3에 나타낸 바와 같이 전이성 림프절의 평균 방출 비를 비-전이성 림프절의 평균 방출로 나누고 1을 차감함으로써 각각의 SDM(선택적 전달 분자)에 대한 방출 비 조영을 정량하였다.
[방정식 3]
ERC = MetAV/ConAV - 1
상기 식에서,
ERC는 방출 비 조영이고,
MetAV는 평균 전이성 림프절 방출 비이고,
ConAV는 평균 비-전이성 반대쪽 림프절 방출 비이다.
암성 림프절을 검출하는 데에 유용할지라도 20% 내지 50%의 조영은 낮은 것으로 간주되었고, 50% 내지 100%의 증가는 우수한 것으로 간주된 반면, 100% 초과의 증가는 현저한 것으로 간주되었다.
실시예 6b: 전이성 림프절 모델에서 SDM에 대한 높은 진단 민감성 및 특이성
진단제의 핵심 성능 측정치는 민감성 및 특이성이다. 민감성은 시험 양성을 정확히 진단하는 능력과 관련된다. 반면, 특이성은 시험 음성을 정확히 진단하는 능력과 관련된다.
하기 모델 및 분석을 이용하여, 동계 귀 종양을 보유하는 면역능력 BALB/c 마우스(촬스 리버, 미국 매사추세츠주 01887 윌밍톤 소재)에서 림프절로의 암 전이를 검출하는 형광 SDM들의 능력을 측정하였다.
FRET SDM의 높은 진단 성능의 일례로서, 4T1 마우스 전이성 림프 모델에서 SDM-41로부터 생성된 데이터를 사용하였다. IV 꼬리 정맥 주입을 통해 SDM-41을 투여하였다. 3시간 내지 6시간 후, 림프절이 높은 비(진단된 암 양성) 또는 낮은 비(진단된 암 음성)를 갖는지 아니면 갖지 않는지를 확인하기 위해 전술된 바와 같은 형광 비 영상화를 이용하여 마우스 림프절을 영상화하였다. 수신기(receiver) 작동 특성(ROC) 또는 ROC 곡선을 이용하여 민감성 및 특이성을 측정하였다. ROC 곡선 분석을 위해, 방출 비에 대한 역치 값을 기초로 데이터를 양성 및 음성의 이원 분류로 나눈다. ROC 곡선은 양성의 진성(true) 양성 분율(진성양성률) 대 음성의 가성(false) 양성 분율(가성 양성률)을 작도한다.
형광 방출 비 데이터 및 역치 값을 기초로 한 예측을, H&E 염색의 이용을 통해 병리학자에 의해 수행된 양성 또는 음성 배정과 비교함으로써 진성 양성, 가성 양성, 진성 음성 및 가성 음성을 확인하였다. (인증받은 병리학자에 의한 H&E 염색에 의해 측정되었을 때) 암 양성 및 음성에 대한 방출 비 값은 도 3에 제시되어 있다. 이 전이성 유방암 림프절 모델에서 100% 진단 민감성 및 특이성을 나타내는 2개의 집단들은 완전히 분리된다. (1, 1) 또는 모든 양성부터 (0, 0) 또는 모든 음성까지 전체 ROC 곡선을 수득하기 위해 역치 값을 낮은 값부터 높은 값까지 점차적으로 조절하였다. ROC 곡선은 도 4에 제시되어 있다. 약 32개의 림프절로부터의 데이터를 사용하여 이 곡선을 생성하였다. 민감성 및 특이성이 ROC 곡선에서 각각의 점에 대해 측정될 수 있다는 것을 주목한다. 이 데이터는 암을 갖지 않는 림프절로부터 암성 림프절을 분리하는 것에 대한 100% 진단 민감성 및 특이성을 보여준다. 민감성은 진성 양성률인 반면, 특이성은 1 - 가성 양성률이다. ROC 곡선을 생성하기 위해 이용된 방정식은 아래에 제시되어 있다:
TPR = TP/(TP+FN)
FPR = FP/(FP+TN)
상기 식에서,
TPR은 진성 양성률이고,
FPR은 가성 양성률이고,
TP는 진성 양성의 #이고,
TN은 진성 음성의 #이고
FP는 가성 양성의 #이고,
FN은 가성 음성의 #이다.
본 실시예에서, 민감성 및 특이성 둘다가 약 4.3 내지 약 5의 모든 역치 값들에 대해 100%이다. 이것은 모든 림프절들이 골드 표준 조직병리학적 방법에 비해 FRET 방출 비 방법에 의해 정확히 확인되었다는 것을 의미한다. 일반적으로, 90% 초과의 민감성 및 특이성 값은 매우 높은 값으로서 간주된다.
실시예 7: 생체외 마우스 PyMT 8119 종양 활성 분석: 비-암성 조직에 비해 마우스 암 조직에서 SDM 절단 및 FRET 방출 비 반응
PyMT 8119 종양 보유 마우스로부터 종양 및 근육 조직 샘플을 채취하고 -80℃에서 동결시킨다. 상기 조직들을 해동시키고, 초음파 파괴(VCX500, 소닉스 & 매트리얼스 인코포레이티드(Sonics & Materials Inc.), 미국 코넥티컷주 뉴타운 소재)를 이용하여 100 mg/200 ㎕의 농도로 냉각된 TCNB 완충제(pH 7.5, 50 mM 트리스-HCl, 10 mM CaCl2, 150 mM NaCl 및 0.05% Brij35)에서 균질화한다. 균질화물을 4℃에서 15,000 g에서 20분 동안 원심분리한 후, 상청액을 모은다. APMA(p-아미노페닐수은 아세테이트, 90 ㎕, TCNB 완충제 중의 2 mM)를 상청액(90 ㎕)에 첨가한다. 생성된 혼합물을 사용 전에 37℃에서 1시간 동안 항온처리한다. 45 ㎕의 활성화된 조직 상청액(최종 부피: 50 ㎕)의 절단을 위해 500 nM의 SDM-42를 사용한다. 소프트맥스 프로(SoftMax Pro) v4.5 소프트웨어와 함께 스펙트라맥스(SpectraMax) M2 분광계를 이용하여 분석을 수행한다. (λex, 620 nm; λem, 670 nm), (λex, 620 nm; λem, 773 nm) 및 (λex, 720 nm; λem, 773 nm)의 형광 신호(이때, λex 및 λem은 각각 여기 파장 및 방출 파장을 표시함)를 실온에서 시간의 함수로서 측정한다. 샘플을 삼중으로 측정한다.
실시예 8: 인간 생체외 조직 분석: 비-암성 조직에 비해 인간 암 조직에서 SDM 절단 및 FRET 방출 비 반응
초음파 파괴(VCX500, 소닉스 & 매트리얼스 인코포레이티드, 미국 코넥티컷주 뉴타운 소재)를 이용하여 인간 유방암 조직 샘플 및 정상 인간 유방 조직(암 인간 조직 네트워크(Cancer Human Tissue Network)에 의해 제공됨)을 100 mg/200 ㎕의 농도로 냉각된 TCNB 완충제(pH 7.5, 50 mM 트리스-HCl, 10 mM CaCl2, 150 mM NaCl 및 0.05% Brij35)에서 균질화하였다. 균질화물을 4℃에서 15,000 g에서 20분 동안 원심분리한 후, 상청액을 모았다. 달리 언급되지 않은 한, 분석에서 45 ㎕의 조직 상청액(최종 부피: 50 ㎕)의 절단을 위해 500 nM의 SDM-41을 사용하였다. 소프트맥스 프로 v4.5 소프트웨어와 함께 스펙트라맥스 M2 분광계를 이용하여 분석을 수행하였다. (λex, 620 nm; λem, 670 nm), (λex, 620 nm; λem, 773 nm) 및 (λex, 720 nm; λem, 773 nm)의 형광 신호(이때, λex 및 λem은 각각 여기 파장 및 방출 파장을 표시함)를 실온에서 시간의 함수로서 측정하였다. 샘플을 삼중으로 측정하였다. 표 1은 SDM-41 진단 형광 생체외 분석을 위해 사용된 인간 유방암 환자 조직을 보여준다. 도 5는 유방암 환자로부터의 균질화된 암성 조직 및 건강한 조직에서 SDM-41 형광 비의 변화를 보여준다. 암성 조직(M112090A2, M1121603A2 및 M1121797A6)은 정상 조직(M112090B2, M1121603B2 및 M1121797B6)보다 더 빨리 SDM-41을 전달하고 암성 유방암 조직의 진단 판독을 가능하게 한다. 도 6은 동일한 유방암 환자로부터의 균질화된 암성 조직 및 건강한 조직에서 SDM-41 형광 비의 변화를 보여준다. 암성 조직은 SDM-41을 더 빨리 절단하고 암성 유방암 조직의 진단 판독을 가능하게 한다.
Figure 112015081187016-pct00014
실시예 9: 유방암 환자에서 암을 가시화하기 위한 SDM의 용도
SDM-52를 유방암 환자에게 정맥내로 전달한다. SDM-52 상의 형광 모이어티는 링커의 절단 후 암성 세포 및/또는 조직에 의해 흡수된다. 광원을 표적 조직 상에 비춘다. 형광 모이어티는 카메라 또는 검출기에 의해 검출되는 광을 방출한다. 카메라 또는 검출기에 의해 수득된 데이터를 프로세싱하여, 의사가 암성 세포 또는 조직을 가시화할 수 있게 하는 영상을 생성한다. 의사는 생검을 위해 상기 조직을 절제한다.
실시예 10: 전립선암 환자에서 암을 가시화하기 위한 SDM의 용도
SDM-42를 전립선암 환자에게 정맥내로 전달한다. SDM-42 상의 형광 모이어티는 링커의 절단 후 암성 세포 및/또는 조직에 의해 흡수된다. 광원을 표적 조직 상에 비춘다. 형광 모이어티는 카메라 또는 검출기에 의해 검출되는 광을 방출한다. 카메라 또는 검출기에 의해 수득된 데이터를 프로세싱하여, 의사가 암성 세포 또는 조직을 가시화할 수 있게 하는 영상을 생성한다. 의사는 생검을 위해 상기 조직을 절제한다.
실시예 11: 두경부(편평)암을 갖는 환자에서 암을 가시화하기 위한 SDM의 용도
SDM-48을 두경부암 환자에게 정맥내로 전달한다. SDM-48 상의 형광 모이어티는 링커의 절단 후 암성 세포 및/또는 조직에 의해 흡수된다. 광원을 표적 조직 상에 비춘다. 형광 모이어티는 카메라 또는 검출기에 의해 검출되는 광을 방출한다. 카메라 또는 검출기에 의해 수득된 데이터를 프로세싱하여, 의사가 암성 세포 또는 조직을 가시화할 수 있게 하는 영상을 생성한다. 의사는 생검을 위해 상기 조직을 절제한다.
실시예 12: 흑색종을 갖는 환자에서 암을 가시화하기 위한 SDM의 용도
SDM-60을 흑색종을 갖는 환자에게 정맥내로 전달한다. SDM-60 상의 형광 모이어티는 링커의 절단 후 암성 세포 및/또는 조직에 의해 흡수된다. 광원을 표적 조직 상에 비춘다. 형광 모이어티는 카메라 또는 검출기에 의해 검출되는 광을 방출한다. 카메라 또는 검출기에 의해 수득된 데이터를 프로세싱하여, 의사가 암성 세포 또는 조직을 가시화할 수 있게 하는 영상을 생성한다. 의사는 생검을 위해 상기 조직을 절제한다.
실시예 13: 갑상선암을 갖는 환자에서 암을 가시화하기 위한 SDM의 용도
SDM-62를 갑상선암 환자에게 정맥내로 전달한다. SDM-62 상의 형광 모이어티는 링커의 절단 후 암성 세포 및/또는 조직에 의해 흡수된다. 광원을 표적 조직 상에 비춘다. 형광 모이어티는 카메라 또는 검출기에 의해 검출되는 광을 방출한다. 카메라 또는 검출기에 의해 수득된 데이터를 프로세싱하여, 의사가 암성 세포 또는 조직을 가시화할 수 있게 하는 영상을 생성한다. 의사는 생검을 위해 상기 조직을 절제한다.

Claims (55)

  1. 하기 SDM-41 또는 SDM-44의 구조를 갖는 분자, 및 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 희석제, 부형제, 또는 담체를 포함하는, 생체내 암성 조직을 영상화하는데 사용하기 위한 약학 조성물:
    Figure 112021039625428-pct00021
    SDM-41
    Figure 112021039625428-pct00022
    SDM-44.
  2. 제1항에 있어서, 수성 용액인 약학 조성물.
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