KR102604938B1 - 테트라말레이미드 링커 및 그 용도 - Google Patents

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디 젱
바오시앙 왕
후알리 리
춘 양
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뉴바이오 테라퓨틱스, 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 테트라말레이미드 링커(tetramaleimide linker) 및 그 용도에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 하기 화학식 I로 표시된 화합물 및 항체-약물 접합체(antibody-drug conjugates, ADC)의 제조에서 이들의 용도에 관한 것이다. 테트라말레이미드 링커로부터 수득된 ADC는 균질성과 안정성이 크고, 종양을 비롯한 다양한 질환을 치료하기 위해 효과적으로 사용될 수 있었다. 화학식 I에서 기(goup)의 정의는, 발명의 설명에서의 정의와 같다:

Description

테트라말레이미드 링커 및 그 용도
본 발명은 신규한 테트라말레이미드 링커(tetramaleimide linker), 이러한 테트라말레이미드 링커로부터 제조된 항체-약물 접합체(antibody-drug conjugates), 및 종양과 기타 질환의 치료에서 이 항체-약물 접합체의 용도에 관한 것이다.
항체-약물 접합체(ADC)는 암과 자가면역 질환을 치료하기 위한 신규한 종류의 표적 치료제(targeted therapeutic agent)이다. 기본 설계 철학은 1931년 Paul Ehrlich에 의해 처음 제안되었던 "마법의 탄환(magic bullet)"과 "약물 표적화(drug targeting)", 즉 특정 담체를 통해 약물을 표적 영역에 전달한다는 개념으로부터 비롯되었다. 그러나 항체와 고효능 세포 독성 약물 기술에 의해 제한되어, 급성 골수성 백혈병(AML)의 치료를 위한 최초의 ADC 약물인 MylotargTM은 2000년까지 FDA의 승인을 받지 못하였다. 최근, 두 개의 ADC 약물, 즉, HL/ALCL의 치료를 위한, Seattle Genetics에 의해 개발된(2011) AdcetrisTM와, 유방암의 치료를 위한 Genentech에 의해 개발된(2013) KadcylaTM가 FDA의 승인을 받았다. 이는, 암 치료를 위한 ADC의 빠른 개발 단계가 도래하고 있음을 나타낸다.
ADC는 항체 또는 항체 유사 리간드, 고효능 세포 독성 약물, 및 약물을 리간드에 접합시키는 링커의 독립된 세 부분으로 구성된다. 항체-약물 접합체의 작용 기전(mechanism of action, MOA)은 다음과 같다. 항체 또는 항체 유사 리간드는 세포 표면 단백질 수용체(항원)를 특이적으로 인식하여 결합한다. 일단 항원에 결합하면, 결합 복합체가 내부화(internalized)되어, 결합된 약물을 세포에 전달할 것이다. 항체 또는 항체 유사 리간드는 효소에 의해 소화되거나, 링커가 절단될 것이고, 이에 의해 고효능 세포 독성 약물이 활성 형태로 방출되어 세포를 사멸시킬 수 있었다.
전통적인 ADC 구조에서, 고효능 세포 독성 약물은 일반적으로 2 작용성 링커를 통한 사슬간 이황화 결합의 전체/부분 환원 후에 리신 잔기 또는 시스테인 잔기의 ε-아미노기에 결합된다. 최적의 DAR(약물/항체 비, Drug/Antibody Ratio)은 2 - 4이다. 리신 잔기의 다수의 ε-아미노기(-80/mAb)와 비선택적인 접합 방식은 접합 부위 및 접합된 약물 수에서 불확실성을 초래하여, 이질성이 높은 ADC 제품을 제공한다. 예를 들어, 평균 DAR이 -3.5인 KadcylaTM는 0 내지 8 범위의 DAR 분포를 갖는다(Rapid Commun. Mass Spectrom. 2005, 19, 1806-1814). 이와 유사하게, 시스테인 잔기가 접합 부위로 선택되는 경우, 항체에는 단지 4개의 환원 가능한 사슬간 이황화 결합이 있지만, ADC에 최적의 평균 DAR(2 - 4)을 제공하기 위해서 부분적으로 환원되어야 한다(Bioconjugate Chem. 2005, 16, 1282-1290). 기존의 환원제(DTT, TCEP 등)는 사슬간 이황화 결합을 선택적으로 환원시킬 수 없기 때문에, 이렇게 수득된 접합 제품은 균질하지 않고, DAR이 0, 2, 4, 6 및 8인 다중 접합체를 함유한다. 특정한 DAR 값을 갖는 분획(fraction)에 대해서도, 이는 상이한 부위에 약물이 접합된 접합체를 함유하는 혼합물이다. ADC 제품의 이질성은 궁극적으로 상이한 PK, 효능, 및 독성 특성을 초래할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우, DAR이 더 큰 접합체는 더 빨리 제거되고, 더 심각한 독성에 기여하는 것으로 보고되었다(Bioconjugate Chem. 2011, 22, 1994-2004).
상기 언급된 전통적인 링커 기술의 결점을 극복하기 위해, 부위 특이적 접합 제품을 제공하는 신규한 링커 기술이 절실히 필요하다.
본 발명은 화학적 커플링(coupling) 방법을 통해 ADC를 제조하기 위해 사용될 수 있는 신규한 테트라말레이미드 링커와, 상기 링커를 통해 제조된 ADC뿐만 아니라, 종양을 비롯한 다양한 질환의 치료에서 이들의 용도를 제공하기 위한 것이다.
광범위한 연구를 기반으로, 본 발명자들은 신규한 테트라말레이미드 링커를 개발하였다. 이러한 유형의 링커는 그 구조에 4개의 말레이미드기를 포함하고, 이 기는 항체 내에서 사슬간 시스테인 잔기 또는 다른 아미노산 잔기에 동시에 연결될 수 있다. 테트라말레이미드 링커와 항체로부터 수득된 접합체는 -2의 평균 DAR을 가질 수 있고(즉, 평균적으로 항체당 2개의 약물), DAR 2(2개의 약물/항체) 분획이 주성분(90%+)이었다. 이러한 유형의 링커는 IgG1와 같은 대부분의 항체와 접합을 위해 널리 사용될 수 있으므로, 상당한 응용 가능성을 갖는다.
제1 양상에서, 본 발명은 화학식 I의 화합물, 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고,
상기 식에서,
P 및 Q는 각각 독립적으로 CR10, N 및 아릴로부터 선택되고;
S 및 T는 각각 독립적으로 C=O 및 O로부터 선택되며;
X 및 Y는 각각 독립적으로 -C(O)N(R11)-, -N(R12)C(O)- 및 -O-로부터 선택되고;
Z는 CR13, N 및 아릴로부터 선택되며;
U는 C=O 및 O로부터 선택되고;
J는 -COOH, -OH 및 -NHR14로부터 선택되며;
h, i, j, k, l, m, p, q, s, t, x, y, u 및 w는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되고;
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌과, 주쇄(backbone)에 O를 함유하는 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
R10, R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택된다.
바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
P 및 Q는 각각 독립적으로 CR10, N 및 아릴로부터 선택되고;
R10은 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
X 및 Y는 각각 독립적으로 -C(O)N(R11)-로부터 선택되고;
x 및 y는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되며;
R11은 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
Z는 CR13, N 및 C6-C10 아릴로부터 선택되고, 바람직하게는 페닐이며;
R13은 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되고;
h, i, j 및 k는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
S 및 T는 각각 독립적으로 C=O 및 O로부터 선택되고;
R5 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
l 및 m은 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되고;
s 및 t는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
R7 및 R8은 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌과, 주쇄에 O를 함유하는 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되고;
p 및 q는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
U는 C=O 및 O로부터 선택되고;
R9는 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
u 및 w는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 화학식 I의 화합물 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제공하고, 상기 식에서,
J는 -COOH, -OH 및 -NH2로부터 선택된다.
본 발명의 전형적 화합물은 다음의 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
본 발명은 화학식 II의 화합물을 추가로 제공하고,
상기 식에서,
V는 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물이고;
A는 선택적으로 다른 링커이며;
D는 약물 분자이고;
여기에서, V는 V의 말단 J기와 A 또는 D의 말단기 사이의 반응에 의해 A 또는 D에 연결된다.
본 발명은 화학식 III의 항체-약물 접합체를 추가로 제공하고,
상기 식에서,
L은 항체 또는 항체 단편이고;
V는 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물이며;
A는 선택적으로 다른 링커이고;
D는 약물 분자이며;
n은 1 내지 4의 정수이고;
여기에서, V는 V의 말단 J기와 A 또는 D의 말단기 사이의 반응에 의해 A 또는 D에 연결되고, L의 시스테인 또는 기타 아미노산 잔기와 4개의 말레이미드기 사이의 반응에 의해 L에 연결된다.
바람직한 구현예에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 제공하고, 상기 식에서, A는 절단 가능한 링커와 절단 불가능한 링커를 포함하는, 테트라말레이미드 링커 이외의 선택적인 다른 링커이다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 제공하고, 상기 식에서, A는 화학식 C-Ee-Ff 또는 Gg를 갖고,
상기 식에서,
C는 절단 가능한 링커이고;
E 및 F는 자가 희생(self-immolative) 링커이며;
e 및 f는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수로부터 선택되고;
G는 절단 불가능한 링커이며;
g는 0 내지 5의 정수이다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 제공하고, 여기에서, 이것은 화학식 IV의 항체-약물 접합체로서,
상기 식에서,
L은 항체 또는 항체 단편이고;
A는 절단 가능한 링커와 절단 불가능한 링커를 포함하는, 테트라말레이미드 링커 이외의 선택적으로 다른 링커이며;
D는 약물 분자이고;
4개의 말레이미드기는 동일한 항체 또는 항체 단편에 동시에 연결되며;
P 및 Q는 각각 독립적으로 CR10, N 및 아릴로부터 선택되고;
S 및 T는 각각 독립적으로 C=O 및 O로부터 선택되며;
X 및 Y는 각각 독립적으로 -C(O)N(R11)-, -N(R12)C(O)- 및 -O-로부터 선택되고;
Z는 CR13, N 및 아릴로부터 선택되며;
U는 C=O 및 O로부터 선택되고;
J'는 C=O, O 및 NR14로부터 선택되며;
h, i, j, k, l, m, p, q, s, t, x, y, u 및 w는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되고;
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌과, 주쇄에 O를 함유하는 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
R10, R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택된다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 제공하고, 여기에서 항체는 세포 표면 수용체 또는 종양 관련 항원을 표적으로 한다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 제공하고, 여기에서 항체는 IgG1이다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 제공하고, 여기에서 약물은 세포 독성 약물, 자가면역 질환 치료 약물 또는 항염증성 약물이다.
본 발명은 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체와, 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약학 조성물을 추가로 제공한다.
본 발명은 항체-약물 접합체의 제조에서 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 링커로서의 용도를 추가로 제공한다.
본 발명은 암, 자가면역 질환 및 염증 질환을 치료하기 위한 약물의 제조에 있어서, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체 또는 이를 포함하는 약학 조성물의 용도를 추가로 제공한다.
본 발명은 항체-약물 접합체의 제조에서 링커로서 사용하기 위한, 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물을 추가로 제공한다.
본 발명은 암, 자가면역 질환 또는 염증 질환을 치료하기 위해 제조되는 약물로서 사용하기 위한, 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체를 추가로 제공한다.
본 발명은 치료학적 유효량의 본 발명에 따른 화학식 III의 항체-약물 접합체 또는 이를 포함하는 약학 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 암, 자가면역 질환 또는 염증 질환을 치료하기 위한 방법을 추가로 제공한다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명에 따른 테트라말레이미드 링커는 4개의 말레이미드기와 다섯 번째 커플링기를 함유한다. 4개의 말레이미드기는 사슬간 시스테인(환원 후) 또는 다른 아미노산 잔기를 가교하기 위해 사용되는 반면, 다섯 번째 커플링기는 반응식 1에 도시된 바와 같이 저분자 약물 또는 약물-링커 단위를 결합시키는 데 사용된다:
이와 같이 수득된 ADC는 세포 독성 약물을 표적 세포, 예를 들어, 종양 세포에 선택적으로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 항체-약물 접합체는 세포 표면 단백질에 특이적으로 결합할 것이고, 결합 복합체는 세포에 의해 신속하게 내부화될 것이다. 일단 내부화되면, 세포 독성 약물은 특정 활성 형태로 방출되어 효과를 발휘할 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 항체는 키메라(chimeric), 인간화(humanized) 또는 인간 항체; 항원에 결합할 수 있는 항체 단편; 또는 Fc 융합 단백질; 또는 단백질을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, 약물은, 메이탄시노이드(maytansinoid), 오리스타틴(auristatin), 칼리케아미신(calicheamicin), 독소루비신(doxorubicin), CC-1065 및 두오카마이신(duocarmycin) 유도체, PBD 이량체, 및 튜불리신(tubulysin) 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 고효능 세포 독성 약물이다. 특정 조건 하에서, 약물은 폴리(에틸렌글리콜)일 수 있었다.
약물 자체 또는 약물-링커 단위는 테트라말레이미드 링커를 통해 항체에 접합되어, 사슬간 가교 접합체를 생성할 수 있다. 전통적인 것과 비교해서, 본 발명에 따라 제공된 항체-약물 접합체는 DAR2 분획을 주성분으로 해서 훨씬 더 좁은 DAR 분포를 가지므로, 구조적 및 약리학적 균질성 모두를 크게 향상시킨다.
항체
본원에 사용된 바와 같이, "항체" 또는 "항체 단위(antibody unit)"라는 용어는, 그 범위 내에, 주어진 표적 세포 집단과 관련된 수용체, 항원 또는 다른 수용체 단위에 결합하거나 또는 반응적으로 결합하거나 또는 복합체를 형성하는 항체의 임의의 단편을 포함한다. 항체는 치료적으로 또는 그렇지 않으면 생물학적으로 변형될 세포 집단의 부분에 결합하거나, 복합체를 형성하거나, 또는 반응하는 임의의 단백질 또는 단백질 유사 분자일 수 있다.
본 발명의 ADC를 구성하는 항체는 이들의 원래 야생형 상대(wild type counterpart)의 항원 결합 능력을 보유하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 항체는 항원에, 바람직하게는 특이적으로, 결합할 수 있다. 이러한 항원은, 예를 들어, 종양 관련 항원(TAA), 세포 표면 수용체 단백질과 기타 세포 표면 분자, 세포 생존 조절 인자, 세포 증식 조절 인자, 조직 발달 또는 분화와 관련된 분자(예를 들어, 기능을 제공하는 것으로 알려지거나 의심되는), 림포카인(lymphokine), 시토카인(cytokine), 세포 주기 조절에 관여하는 분자, 혈관 형성(vasculogenesis)에 관여하는 분자, 및 혈관 신생(angiogenesis)과 관련된 분자(예를 들어, 기능을 제공하는 것으로 알려지거나 의심되는)를 포함한다. 종양 관련 항원은 클러스터 분화 인자(즉, CD 단백질)일 수 있다. 본 발명의 항체에 결합하는 항원은 상기 범주 중 하나 또는 하위세트일 수 있고, 여기에서 상기 범주의 다른 하위세트(들)는 (해당 항원에 관하여) 변별적 특징을 갖는 다른 분자/항원을 포함한다.
ADC에 사용되는 항체는 세포 표면 수용체 및 종양 관련 항원(TAA)에 대한 항체를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 이러한 종양 관련 항원은 당 분야에 널리 공지되어 있으며, 항체의 제조를 위해 이 기술분야에 잘 알려져 있는 방법 또는 정보에 따라 제조될 수 있다. 암의 진단과 치료에 사용될 수 있는 유효한 세포 표적을 개발하기 위해, 연구자들은, 다른 하나 이상의 정상적인 비암성 세포(normal non-cancerous cell)(들)에 비해 하나 이상의 특정 유형(들)의 암 세포의 표면 위에 특이적으로 발현된 막관통 또는 그렇지 않으면 종양 관련 폴리펩티드를 찾고자 노력하였다. 종종, 이러한 종양 관련 폴리펩티드는 비암성 세포에 비해 암 세포 표면 위에 더 풍부하게 발현된다. 이러한 종양 관련 인자의 확인(identification)은 항체 기반 암 치료법의 특이적 표적화 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
TAA의 예는, 아래 나열된 종양 관련 항원 (1) - (36)을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 편의를 위하여, 모두가 당 분야에 공지된 이러한 항원과 관련된 정보가 아래 나열되고, 명칭, 대안 명칭, Genbank 등록 번호(Genbank accession number)를 포함한다. TAA (1) - (36)에 해당하는 핵산 및 단백질 서열은 Genbank와 같은 공공 데이터베이스에서 입수 가능하다. 항체에 의해 표적화된 종양 관련 항원은 인용 참조에서 확인된 서열에 대해 적어도 약 70%, 80%, 85%, 90%, 또는 95%의 서열 동일성을 갖는 모든 아미노산 서열 변이체 및 이소형(isoform)을 포함하거나, 또는 인용 참조에서 발견된 서열을 갖는 TAA와 실질적으로 동일한 생물학적 특성 또는 특징을 나타낸다.
종양 관련 항원 (1) - (36):
(1) BMPR1B{골 형성 단백질(bone morphogenetic protein) 수용체 유형 IB, Genbank 등록 번호 NM_001203};
(2) E16(LAT1, SLC7A5, Genbank 등록 번호 NM_003486);
(3) STEAP1{전립선의 6개 막관통 상피 항원(transmembrane epithelial antigen), Genbank 등록 번호 NM_012449};
(4) 0772P(CA125, MUC16, Genbank 등록 번호 AF361486);
(5) MPF{MPF, MSLN, SMR, 거핵구 효력 증가 인자(megakaryocyte potentiating factor), 메소텔린(mesothelin), Genbank 등록 번호 NM_005823};
(6) Napi3b(NAPI-3B, NPTIIb, SLC34A2, 용질 담체 패밀리 34(인산나트륨) 구성요소 2, II형 나트륨 의존적 인산염 운반체 3b, Genbank 등록 번호 NM_006424);
(7) Sema 5b{FLJ10372, KIAA1445, Mm.42015, SEMA5B, SEMAG, 세마포린(Semaphorin) 5b Hlog, 세마 영역(sema domain), 7개의 트롬보스폰딘 반복부(thrombospondin repeats)(1형, 1형 유사체), 막관통 영역(TM) 및 짧은 세포질 영역(세마포린) 5B, Genbank 등록 번호 AB040878};
(8) PSCA hlg(2700050C12Rik, C530008016Rik, RIKEN cDNA 2700050C12, RIKEN cDNA 2700050C12 유전자, Genbank 등록 번호 AY358628);
(9) ETBR{엔도텔린(Endothelin) B형 수용체, Genbank 등록 번호 AY275463};
(10) MSG783{RNF124, 가설 단백질(hypothetical protein) FLJ20315, Genbank 등록 번호 NM_017763};
(11) STEAP2(HGNC_8639, IPCA-1, PCANAP1, STAMP1, STEAP2, STMP, 전립선암 관련 유전자 1, 전립선암 관련 단백질 1, 전립선의 6개 막관통 상피 항원 2, 6개의 막관통 전립선 단백질, Genbank 등록 번호 AF455138);
(12) TrpM4(BR22450, FLJ20041, TRPM4, TRPM4B, 일시적 수용체 전위 양이온 채널, 서브패밀리 M, 구성요소 4, Genbank 등록 번호 NM_017636);
(13) CRIPTO{CR, CR1, CRGF, CRIPTO, TDGF1, 기형암종 유래 성장 인자(teratocarcinoma-derived growth factor), Genbank 등록 번호 NP_003203 또는 NM_003212};
(14) CD21{CR2(보완 수용체 2) 또는 C3DR(C3d/엡스타인 바(Epstein Bar) 바이러스 수용체) 또는 Hs. 73792, Genbank 등록 번호 M26004};
(15) CD79b(CD79B, CD79β, IGb(면역글로불린 관련 베타), B29, Genbank 등록 번호 NM_000626);
(16) FcRH2(IFGP4, IRTA4, SPAP1A(포스파타아제 앵커 단백질 1a를 함유하는 SH2 영역), SPAP1B, SPAP1C, Genbank 등록 번호 NM_030764);
(17) HER2(ErbB2, Genbank 등록 번호 M11730);
(18) NCA(CEACAM6, Genbank 등록 번호 M18728);
(19) MDP(DPEP1, Genbank 등록 번호 BC017023);
(20) IL20Rα(IL20Ra, ZCYTOR7, Genbank 등록 번호 AF184971);
(21) Brevican(BCAN, BEHAB, Genbank 등록 번호 AF229053);
(22) EphB2R(DRT, ERK, Hek5, EPHT3, Tyro5, Genbank 등록 번호 NM_004442);
(23) ASLG659(B7h, Genbank 등록 번호 AX092328);
(24) PSCA{전립선 줄기 세포 항원 전구체(precursor), Genbank 등록 번호 AJ297436};
(25) GEDA(Genbank 등록 번호 AY260763);
(26) BAFF-R(B 세포 활성화 인자 수용체, BLys 수용체 3, BR3, Genbank 등록 번호 AF116456);
(27) CD22(B 세포 수용체 CD22-β형, Genbank 등록 번호 AK026467);
(28) CD79a{CD79A, CD79α, 면역글로불린 관련 알파, Ig 베타(CD79B)와 공유적으로 상호작용하고 표면 위에 Ig M 분자와 복합체를 형성하는 B 세포 특이적 단백질은, B 세포 분화에 관여하는 신호를 형질 도입한다, Genbank 등록 번호 NP-001774.1};
(29) CXCR5{버킷 림프종 수용체(Burkitt's lymphoma receptor) 1, CXCL13 케모카인에 의해 활성화된 G 단백질 커플링된 수용체는, 림프구 이동(lymphocyte migration) 및 체액 방어(humoral defense)에서 역할을 하고, HIV-2 감염에서, 그리고 아마도 AIDS, 림프종, 골수종(myeloma), 및 백혈병의 발현에서 역할을 한다, Genbank 등록 번호 NP_001707.1};
(30) HLA-DOB(펩티드를 결합하여 CD4+ T 림프구에 제공하는 MHC 클래스 II 분자(Ia 항원)의 베타 서브유닛, Genbank 등록 번호 NP_002111.1);
(31) P2X5{세포외 ATP에 의해 게이팅된 이온 채널인, 퓨린 수용체(purinergic receptor) P2X 리간드-게이팅된 이온 채널 5는, 시냅스 전달 및 신경 발생(neurogenesis)에 수반될 수 있고, 그 결함은 특발성 배뇨근 불안정성(idiopathic detrusor instability)의 병리생리학(pathophysiology)에 기여할 수 있다, Genbank 등록 번호 NP_002552.2};
(32) CD72(B 세포 분화 항원 CD72, Lyb-2, Genbank 등록 번호 NP_001773.1);
(33) LY64(류신이 풍부한 반복부(LRR)인 I형 막 단백질 패밀리인 림프구 항원 64(RP105)는, B 세포 활성화 및 세포자멸사(apoptosis)를 조절하고, 기능 상실은 전신 홍반성 루푸스(systemic lupus erythematosis) 환자에서 증가된 질병 활성과 관련된다, Genbank 등록 번호 NP_005573.1);
(34) FcRH1{C2 형 Ig 유사 및 ITAM 영역을 함유하는 면역글로불린 Fc 영역에 대한 추정 수용체(putative receptor)인 Fc 수용체 유사 단백질 1은, B 림프구 분화에서 역할을 할 수 있다, Genbank 등록 번호 NP_443170.1};
(35) IRTA2{B 세포 발달 및 림프종 생성(lymphomagenesis)에서 가능한 역할을 가질 수 있는 추정 면역 수용체인 전좌(translocation)-관련 면역글로불린 수퍼패밀리 수용체 2; 전위에 의해 발생한 유전자 장애는 특정 B 세포 악성 종양(malignancy)에서 일어난다, Genbank 등록 번호 NP_112571.1};
(36) TENB2{성장 인자 및 폴리스타틴(follistatin)의 EGF/헤레굴린(heregulin) 패밀리와 관련된 추정 막관통 프로테오글리칸(putative transmembrane proteoglycan), Genbank 등록 번호 AF179274}.
약물
본원에 사용된 바와 같이, "약물" 또는 "D"라는 용어는, 원하는 생물 활성을 보유하고, 약물을 본 발명의 접합체에 통합시키는 데 사용될 수 있는 반응성 작용기를 갖는 임의의 화합물을 지칭한다. 원하는 생물 활성으로서는 인간 또는 다른 동물의 질병을 진단, 치유, 완화, 치료, 또는 예방을 포함한다. 따라서, 약물이 필요 반응성 작용기를 갖는 한, "약물"이라는 용어는 공식적인 미국 약전, 공식적인 미국의 동종 요법 약전(Homeopathic Pharmacopeia), 공식적인 국립 처방전(National Formulary), 또는 그 임의의 증보판에 의해 인지되는 약물을 지칭한다. 예시적인 약물은 전문의 처방 참고서(Physician's Desk Reference; PDR)와 미국 식품 의약국(FDA)에 의해 관리되는 오렌지 북(Orange Book)에 제시되어 있다. 신규 약물들이 계속 발견 및 개발되고 있으며, 본 발명은 이들 신규 약물이 본 발명의 전구약물(prodrug)에 또한 포함될 수 있는 것으로 규정한다.
바람직하게는, 약물은 암 치료에 유용한 세포 독성 약물; 독소(toxin), 예를 들어, 아브린, 리신 A, 슈도모나스 외독소(pseudomonas exotoxin), 및 디프테리아 독소(diphtheria toxin)와 같이 원하는 생물학적 활성을 갖는 단백질 또는 폴리펩티드; 종양 괴사 인자, α-인터페론, β-인터페론, 신경 성장 인자, 혈소판 유래 성장 인자, 조직 플라스미노겐 활성제, 및 생물학적 반응 조절제, 예를 들어, 림포카인, 인터루킨-1(IL-1), 인터루킨-2(IL-2), 인터루킨-6(IL-6), 과립구 대식세포 콜로니 자극 인자(granulocyte macrophage colony stimulating factor, GM-CSF), 과립구 콜로니 자극 인자(G-CSF), 또는 다른 성장 인자를 포함하는 다른 적합한 단백질이다.
일 양상에서, 약물은 메이탄신 또는 메이탄시노이드이다. 메이탄신은 마이크로튜불린 단백질(microtubulin protein)의 미세소관(microtubule)의 형성을 억제함으로써 세포 증식을 억제한다(Science 1975, 189, 1002-1005; US 5208020). 메이탄시노이드는 메이탄신의 유도체이다. 메이탄신과 메이탄시노이드 모두는 세포 독성이 높지만, 암 치료에서 이들의 임상적인 사용은 종양에 대한 선택성이 낮기 때문에 크게 제한되었다. 그러나, 이러한 높은 세포 독성 효능은 이들을 ADC에서 매력적인 약물 부분이 되도록 한다. 아래 도시된 구조는 메이탄신, 메이탄시노이드, 및 ADC에 일반적으로 사용되는 3개의 대표적인 메이탄시노이드이다:
메이탄시노이드를 제조하기 위한 주요 원료는, 주로 안사미토신(ansamitocin) 가수분해로부터 수득되는 메이탄시놀(maytansinol)이다. 안사미토신은 발효에 의해 접근 가능하게 제조될 수 있었다. 안사미토신 유도체(WO 2012/061590)와 알라니닐 메이탄시놀(alaninyl maytansinol)(US 2012/0121615)은 또한 ADC "탄두(warhead)"로 우수한 후보인 것으로 보고된다.
다른 양상에서, 약물은 오리스타틴이다. 오리스타틴은 해양 연체동물인 돌라벨라 오리큘라리아(Dolabella auricularia)로부터 단리된 생물학적으로 활성인 폴리펩티드였던 돌라스타틴(Dolastatin) 10의 합성 유사체이다(US 7498298). 돌라스타틴 10은 항암 약물인 빈크리스틴(vincristine)과 튜불린(tubulin) 상의 동일한 영역에 결합함으로써 튜불린 중합을 억제하는 작용제이다. 돌라스티틴 10, 오리스타틴 PE, 및 오리스타틴 E는 모두 4개의 아미노산(이들 중 3개는 돌라스타틴에 고유한)과 C 말단 아미드를 갖는 선형 펩티드이다. 대표적인 2개의 오리스타틴인 모노메틸 오리스타틴 E(MMAE)와 모노메틸 오리스타틴 F(MMAF)가 ADC에 바람직한 약물 부분 후보이다.
다른 양상에서, 약물은 튜불리신이다. 튜불리신은 믹소박테리아 배양액(myxobacterial culture)으로부터 처음 단리된 천연 생성물로서, 튜불린 중합을 억제함으로써 작용하는 강력한 세포 성장 억제제이고, 이들 중 튜불리신 D가 가장 강력하다. 튜불리신 D는 복합 테트라펩티드이고, o-아실/N,O-아세탈 작용기 때문에 산성 또는 염기성 조건 모두에서 불안정하다. US 2011/0021568 및 US 2013/0224228은 각각 구조에서 불안정한 기를 제거하고 높은 세포 독성 효능을 갖는 일련의 튜불리신 유사체를 개시한다.
다른 양상에서, 약물은 칼리케아미신이다, 칼리케아미신은 DNA의 작은 홈(minor groove)에 결합하여 특정 부위에서 이중 가닥 DNA 절단을 촉진하여, 세포 사멸을 일으키는 항종양 항생제이다. 칼리케아미신은 시험관내에서 피코몰 이하 농도(sub-picomolar concentration)에서 강력하지만, 이들의 낮은 치료 지수는 추가 임상 개발을 배제하였다. 그러나, 이러한 높은 효능은 이들을 ADC에 대한 양호한 후보가 되게 한다{예를 들어, 겜투주맙 오조가미신(Gemtuzumab Ozogamicin) 및 이노투주맙 오조가미신(Inotuzumab Ozogamicin)과 같은}.
다른 양상에서, 약물은 독소루비신이다, 독소루비신은 DNA 이중 나선 구조에 삽입되어 DNA 복제를 차단하는 끼어들기 작용제(intercalating agent)이고, 화학요법제(chemotherapeutic agent)로서 사용된다. 독소루비신의 비교적 낮은 효능으로 인해{인간의 암 세포주(carcinoma lines)에 대해서 0.1 - 0.2 μM의 IC50인 반면, ADC 페이로드(payloads)에 대해서는 나노몰 이하의 활성(subnanomolar activities)이 현재 일반적으로 보인다}, ADC 약물 부분으로서 독소루비신의 적용이 보편적이지 않다.
다른 양상에서, 약물은 강력한 작은 홈 결합 DNA 알킬화제인 두오카마이신, CC-1065 및 기타 시클로프로파피롤로인드-4-온(cyclopropapyrroloind-4-one, CPI) 유도체이다. 시클로프로파벤진돌-4-온 유사체(CBI)는 천연 CPI 알킬화 서브유닛을 포함하는 이들의 모 화합물보다 화학적으로 더 안정하고, 생물학적으로 더 강력하며, 합성적으로 더 접근하기 용이하다. 하나의 대표적인 CBI 유도체는 페놀성 하이드록실기 보호된 CBI로서(아래 화학식 참조), 이는 전구약물 독성이 감소하였고, 수용성이 향상되었다.
다른 양상에서, 약물은 피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀(PBD) 또는 PBD 이량체이다. 피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀(PBD)은 DNA의 작은 홈, 구체적으로는 퓨린-구아닌-퓨린 서열에서 비왜곡성 공유 부가물(nondistortive covalent adduct)을 형성하는 고유의 특징을 갖고, 스트렙토마이세스(Streptomyces) 종에 의해 생산되는 천연 생성물이다. DNA 서열을 표적화하기 위한 저분자 전략의 일부로서, 그리고 신규 항암제 및 항세균제로서 PBD를 사용하는 것에 관심이 증가하고 있다(Biochemistry 2008, 47, 11818-11829). 이러한 분자의 생물학적 활성은 2개의 PBD 단위를 가요성 알킬렌 링커에 의해 이들의 C8/C8-하이드록실기를 통해 함께 연결함으로써 증진될 수 있다(WO 2011/130616). PBD 이량체는 역순(palindromic) 5'-Pu-GATC-Py-3' 가닥간 가교(interstrand cross-link)와 같은 서열 선택적 DNA 손상을 형성하여 이들의 생물학적 활성을 주로 설명하는 것으로 여겨진다. 이들 화합물은 매우 유용한 세포 독성제이고 ADC 탄두로서 양호한 후보인 것으로 나타났다.
다른 양상에서, 약물은 상기 언급된 범주에 제한되지 않고, ADC에 사용될 수 있었던 모든 약물을 또한 포함한다.
링커(linker)
본원에 사용된 바와 같이, "링커" 또는 "ADC 링커"라는 용어는, 단백질/항체 및 약물과 각각 반응하여, "가교(bridge)"로서 단백질/항체를 약물에 결합시킬 수 있는 2작용성 또는 다작용성 분자를 지칭한다. 세포 내 약물 방출 기전에 따라, "링커" 또는 "ADC 링커"는 2개의 범주인, 절단 불가능한 링커와 절단 가능한 링커로 분류될 수 있었다.
절단 불가능한 링커는 생체내 조건 하에서, 절단되기 어려운, 비교적 안정한 링커의 일종이다. 절단 불가능한 링커를 갖는 ADC에 대해서, 방출 기전(release mechanism)은 ADC의 내부화 다음에, 리소좀에서 mAb 성분의 분해를 통해 일어나서, 링커를 통해 항체 아미노산 잔기에 여전히 부착되어 있던 저분자 약물의 방출을 일으키는 것으로 생각된다. 약물의 화학적 변형은 그 세포 독성 잠재력을 감소시키지 않았다. 그러나, 이러한 형태의 약물은 하전되어 있고(아미노산 잔기) 아마도 인접 세포로 확산하기 어렵다. 따라서, 이는 표적 항원을 발현하지 않는(항원 음성 세포) 인접한 종양 세포를 사멸시킬 수 없다{방관자 효과(bystander effect)}(Bioconjugate Chem. 2010, 21, 5-13). MC 링커, MCC 링커 등과 같은 일부 일반적인 링커는 아래와 같이 도시된다:
절단 가능한 링커는, 그 명칭이 의미하는 바와 같이, 표적 세포 내에서 절단되어 활성 약물(저분자 약물 자체)을 방출할 수 있었다. 절단 가능한 링커는 2개의 주요군, 화학적으로 불안정한 링커와 효소 불안정한 링커로 분류될 수 있다.
화학적으로 불안정한 링커는 혈장 및 세포질의 특성에 따라 선택적으로 절단될 수 있다. 이러한 특성은 pH 값, 글루타티온 농도 등을 포함한다.
일반적으로 산 절단 가능한 링커로 불리는 pH 민감성 링커에 대해서, 이 링커는 혈액의 중성 환경(pH 7.3 - 7.5)에서 비교적 안정하지만, 약 산성의 엔도좀(pH 5.0 - 6.5)과 리소좀(pH 4.5 - 5.0)에서 가수분해를 거칠 것이다. 하이드로존, 탄산염, 아세탈, 케탈과 같은 대부분의 링커가 제1 세대의 ADC를 위해 사용되었다. 그러나, 산 절단 가능한 링커의 제한된 혈장 안정성 때문에, 이러한 종류의 링커에 기초한 ADC는 비교적 짧은 반감기(2 - 3일)를 갖는다. 단축된 반감기는 새로운 세대의 ADC에서 pH 민감성 링커의 적용을 특정한 정도로 배제한다.
일반적으로 이황화 링커(disulfide linker)로 불리는 글루타티온 민감성 링커에 대해, 방출은 세포질에서 높은 세포내 농도(밀리몰 범위) 대 비교적 낮은 혈중 글루타티온 농도(마이크로몰 범위)에 기인한다. 이는, 저산소 상태(hypoxic state)가 환원 효소의 활성을 향상시켜서, 훨씬 더 높은 글루타티온 농도를 생기게 하는 종양 세포에 대해서 특히 해당된다. 이황화 결합은 열역학적으로 안정하므로, 혈장에서 안정한 안정성을 제공한다.
펩티드 링커와 같은 효소 불안정 링커는 약물 방출을 더 잘 제어하기 위한 대안적인 접근법이다. 펩티드 결합은 카텝신(cathepsin) B 또는 플라스민과 같은 리소좀 프로테아제(lysosomal protease)에 의해 효과적으로 절단될 것이다(특정 종양 조직에서 상승된 수준). 프로테아제는 세포외 불리한 pH와 혈청 프로테아제 억제제로 인해 일반적으로 세포외 활성이 아니기 때문에, 이러한 펩티드 결합은 혈장 순환에서 안정한 것으로 보인다. 높은 혈장 안정성과 양호한 세포내 절단 선택성 및 효율로 보았을 때, 효소 불안정 링커는 ADC의 절단 가능한 링커 후보로서 널리 선택된다. 전형적인 효소 불안정 링커는 Val-Cit(vc) 등을 포함한다.
자가 희생 링커는 일반적으로 절단 가능한 링커와 세포 독성 약물 사이에 위치하거나, 또는 절단 가능한 링커 자체의 일부이다. 자가 희생 링커의 작용 기전은, 절단 가능한 링커가 프로테아제에 의해 절단되었을 때, 자체 구조 재배열을 거쳐, 연결된 활성 약물을 방출할 수 있다는 것이다. 전형적인 자가 희생 링커는 p-아미노벤질 알코올(PAB) 등을 포함한다.
항체-약물 접합체
본 발명에 따른 항체-약물 접합체는 항체, 테트라말레이미드 링커, 선택적인 기타 링커 및 약물로 이루어진다. 선택적인 기타 링커는 절단 가능한 링커 또는 절단 불가능한 링커로 지칭된다.
항체는, 약물-링커 단위를 접합하는 데 사용될 수 있는 일련의 아미노산 결합 부위를 갖는 구상 단백질(globular protein)로 이루어진다. 이들의 3차 및 4차 구조로 인해, 용매 접근 가능한 아미노산 잔기만이 접합될 수 있다. 실제로, 고수율 접합은, 보통 리신 잔기의 ε-아미노기 또는 시스테인 잔기의 설프하이드릴기에서 일어난다.
항체 표면에 리신 측쇄가 풍부하게 존재하면, 접합을 위한 다수의 결합 부위를 제공하고, 이는 상이한 페이로드 수(payload number)(DAR)와 접합 부위를 갖는 ADC의 혼합물에 이르게 한다.
전통적으로 제조된 ADC에 비해서, 본 발명에 따라 제조된 ADC는 평균 DAR이 약 2일 뿐만 아니라(2 - 4의 최적의 ADC DAR 범위에 있는), DAR 분포도 훨씬 더 좁고, DAR 2 분획이 주성분이다(90% 초과). 또한, 접합 생성물은 네이키드 항체(naked antibody)를 함유하지 않고(DAR = 0), 이는 세포 사멸 효과를 갖지 않는다. 또한, 접합 생성물은 심하게 접합된 항체(예를 들어, DAR > 6)를 함유하지 않고, 이는 DAR 수치가 낮은 것보다 더 빨리 클리어된다. 따라서, 본 발명에 따라 제공된 ADC 생성물은 훨씬 향상된 균일성을 나타낸다.
정의
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서와 청구항에 사용된 용어는 아래 기술된 의미를 갖는다.
"알킬"은 1 - 20개의 탄소 원자를 포함하는 포화 직선형 또는 분지형 지방족 탄화수소기를 지칭한다. 바람직하게는, 알킬기는 1 내지 12개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고, 가장 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬이다. 대표적인 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, n-펜틸, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, n-헥실, 1-에틸-2-메틸프로필, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 2,3-디메틸부틸, n-헵틸, 2-메틸헥실, 3-메틸헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실, 2,3-디메틸펜틸, 2,4-디메틸펜틸, 2,2-디메틸펜틸, 3,3-디메틸펜틸, 2-에틸펜틸, 3-에틸펜틸, n-옥틸, 2,3-디메틸헥실, 2,4-디메틸헥실, 2,5-디메틸헥실, 2,2-디메틸헥실, 3,3-디메틸헥실, 4,4-디메틸헥실, 2-에틸헥실, 3-에틸헥실, 4-에틸헥실, 2-메틸-2-에틸펜틸, 2-메틸-3-에틸펜틸, n-노닐, 2-메틸-2-에틸헥실, 2-메틸-3-에틸헥실, 2,2-디에틸펜틸, n-데실, 3,3-디에틸헥실, 2,2-디에틸헥실 및 이들의 분지형 사슬의 이성체를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 더 바람직하게는, 알킬기는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 저급 알킬이다. 대표적인 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, n-펜틸, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, n-헥실, 1-에틸-2-메틸프로필, 1,1,2-트리메틸프로필, 1,1-디메틸부틸, 1,2-디메틸부틸, 2,2-디메틸부틸, 1,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 2-메틸펜틸, 3-메틸펜틸, 4-메틸펜틸, 2,3-디메틸부틸 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 알킬기는 치환될 수 있거나 치환되지 않을 수 있다. 치환될 경우, 치환기(들)는 임의의 이용 가능한 연결점에서 치환될 수 있고, 바람직하게는 치환기(들)는 알킬, 알케닐, 알키닐, 알킬옥시, 알킬설포, 알킬아미노, 할로겐, 티올, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클릴, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클릭 알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로시클릭 알킬티오, 옥소 기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기이다.
"알킬렌"은 수소 원자 중 하나가 추가 제거되어 2가 기를 형성하는 상기 정의된 바와 같은 알킬기를 의미한다. 대표적인 예는 메틸렌(-CH2-), 에틸렌(-(CH2)2-), 프로필렌((CH2)3-), 및 부틸렌(-(CH2)4-) 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
"알케닐"은 적어도 2개의 탄소 원자와 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합으로 이루어지는 상기 정의된 바와 같은 알킬기, 예를 들어, 비닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 1-, 2- 또는 3-부테닐 등을 나타낸다. 알케닐기는 치환될 수 있거나 치환되지 않을 수 있고, 치환될 경우, 치환기(들)는 임의의 이용 가능한 연결점에서 치환될 수 있고, 바람직하게는, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬티오, 알킬아미노, 할로겐, 메르캅토, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로사이클 알킬티오로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기일 수 있다.
"알키닐"은 적어도 2개의 탄소 원자와 적어도 하나의 탄소-탄소 3중 결합으로 이루어지는 상기 정의된 바와 같은 알킬기, 예를 들어, 에티닐, 프로피닐, 및 부티닐 등을 나타낸다. 알키닐기는 치환될 수 있거나 치환되지 않을 수 있고, 치환될 경우, 치환기(들)는 임의의 이용 가능한 연결점에서 치환될 수 있고, 바람직하게는, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬티오, 알킬아미노, 할로겐, 티올, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클로알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로사이클 알칼티오로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기일 수 있다.
"알케닐렌"은 모 알켄의 동일하거나 2개의 상이한 탄소 원자 상에서 2개의 수소 원자의 제거로 인해 2개의 1가 라디칼 중심을 함유하는 불포화 직선형, 분지형 또는 카보시클릭 고리 탄화수소기이다. 대표적인 예는 비닐렌(-CH=CH-), 1,3-프로페닐렌(-CH2CH=CH-) 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
"알키닐렌"은 모 알킨의 동일하거나 2개의 상이한 탄소 원자 상에서 2개의 수소 원자의 제거로 인해 2개의 1가 라디칼 중심을 함유하는 불포화 직선형, 분지형 또는 카보시클릭 고리 탄화수소기이다. 대표적인 예는 에티닐렌(-CH≡CH-), 1,3-프로피닐(-CH2C≡CH-) 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
"아릴렌"은 모 방향족 고리계 중 2개의 상이한 탄소 원자로부터 2개의 수소 원자의 제거로 인해 2개의 1가 라디칼 중심을 포함하는 6 내지 12개의 탄소 원자의 방향족 탄화수소기를 지칭한다. 대표적인 예는 1,2-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,4-페닐렌 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
"시클로알킬"은 3 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 12개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 3 내지 10개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 3 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 포화 및/또는 부분적으로 불포화된 모노시클릭 또는 폴리시클릭 탄화수소기를 지칭한다. 모노시클릭 시클로알킬의 비제한적인 예는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로펜테닐, 시클로헥실, 시클로헥세닐, 시클로헥사디에닐, 시클로헵틸, 시클로헵타트리에닐, 시클로옥틸 등을 포함한다. 폴리시클릭 시클로알킬은 스피로 고리(spiro ring), 융합 고리(fused ring) 또는 가교 고리(bridged ring)를 갖는 시클로알킬을 포함한다.
"스피로 시클로알킬"은 하나의 공통 탄소 원자(스피로 원자로 지칭됨)를 통해 연결된 고리를 갖는 5 내지 20 원의 폴리시클릭기를 나타내고, 여기에서, 하나 이상의 고리는 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있지만, 고리 중 어느 것도 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖지 않고, 바람직하게는 6 내지 14 원의 스피로 시클로알킬, 더 바람직하게는 7 내지 10 원의 스피로 시클로알킬을 나타낸다. 공통 스피로 원자의 수에 따라, 스피로 시클로알킬은 모노-스피로 시클로알킬, 디-스피로 시클로알킬, 또는 폴리-스피로 시클로알킬로 나누어질 수 있고, 바람직하게는 모노-스피로 시클로알킬 또는 디-스피로 시클로알킬이고, 더 바람직하게는 4-원/4-원, 4-원/5-원, 4-원/6-원, 5-원/5-원, 또는 5-원/6-원 모노-스피로 시클로알킬이다. 스피로 시클로알킬의 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
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"융합 시클로알킬"은 5 내지 20 원의 모든 탄소 폴리시클릭기를 나타내고, 여기에서, 계(system) 내의 각 고리는 다른 고리와 탄소 원자의 인접한 쌍을 공유하고, 여기에서, 하나 이상의 고리는 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있지만, 고리 중 어느 것도 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖지 않고, 바람직하게는 6 내지 14 원의 융합 시클로알킬, 더 바람직하게는 7 내지 10 원의 융합 시클로알킬을 나타낸다. 구성된(membered) 고리의 수에 따라, 융합 시클로알킬은 바이시클릭(bicyclic), 트리시클릭(tricyclic), 테트라시클릭(tetracyclic) 또는 폴리시클릭 융합 시클로알킬로 나누어질 수 있고, 바람직하게는 바이시클릭 또는 트리시클릭 융합 시클로알킬이고, 더 바람직하게는 5-원/5-원, 또는 5-원/6-원 바이시클릭 융합 시클로알킬이다. 융합 시클로알킬의 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
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"가교 시클로알킬"은 5 내지 20 원의 모든 탄소 폴리시클릭기를 나타내고, 여기에서, 계 내의 2개의 모든 고리는 2개의 연결되지 않은 원자를 공유하고, 그 고리는 하나 이상의 이중 결합을 가질 수 있지만, 고리 중 어느 것도 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖지 않고, 바람직하게는 6 내지 14 원의 가교 시클로알킬, 더 바람직하게는 7 내지 10 원의 가교 시클로알킬을 나타낸다. 구성된 고리의 수에 따라, 가교 시클로알킬은 바이시클릭, 트리시클릭, 테트라시클릭 또는 폴리시클릭 가교 시클로알킬로 나누어질 수 있고, 바람직하게는 바이시클릭, 트리시클릭 또는 테트라시클릭 가교 시클로알킬이고, 더 바람직하게는 바이시클릭 또는 트리시클릭 가교 시클로알킬이다. 가교 시클로알킬의 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
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상기 시클로알킬은 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로시클릴에 융합될 수 있고, 여기에서, 모 구조에 결합된 고리는 시클로알킬이다. 비제한적인 예는, 인다닐, 테트라하이드로나프틸, 벤조시클로헵틸 등을 포함한다. 시클로알킬은 선택적으로 치환되거나 또는 비치환될 수 있다. 치환시, 치환기(들)는 바람직하게는 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬티오, 알킬아미노, 할로겐, 티올, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클릴, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클릭 알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로시클릴티오, 옥소, 아미노, 할로알킬, 하이드록시알킬, 카르복시, 카르복시 에스테르로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기(들)이다.
"헤테로시클릴"은, 고리 원자로서 N, O, 및 S(O)m(여기에서, m은 0 내지 2로부터 선택된 정수)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖지만, 고리에서 -O-O-, -O-S- 또는 -S-S-를 제외하고, 나머지 고리 원자는 탄소 원자인, 3 내지 20 원의 포화 및/또는 부분적으로 불포화된 모노시클릭 또는 폴리시클릭 탄화수소기를 나타낸다. 바람직하게는, 헤테로시클릴은 3 내지 12개의 원자를 갖고, 1 내지 4개가 헤테로 원자이며; 더 바람직하게는, 3 내지 10개의 원자를 갖고, 1 내지 3개가 헤테로 원자이며; 가장 바람직하게는, 5 내지 6개의 원자를 갖고, 1 내지 2개가 헤테로 원자이다. 모노시클릭 헤테로시클릴의 비제한적인 예는, 피롤리디닐, 피페리딜, 피페라지닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 호모피페라지닐, 피라닐, 테트라하이드로푸라닐 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 폴리시클릭 헤테로시클릴은 스피로 고리, 융합 고리 또는 가교 고리를 갖는 헤테로시클릴을 포함한다.
"스피로 헤테로시클릴"은 하나의 공통 원자(스피로 원자로 지칭됨)를 통해 연결된 고리를 갖는 5 내지 20 원의 폴리시클릭 헤테로시클릴을 나타내고, 여기에서, 상기 고리는 고리 원자로서 N, O, 및 S(O)m(여기에서, m은 0 내지 2로부터 선택된 정수)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖고, 나머지 고리 원자는 탄소 원자이며, 여기에서, 하나 이상의 고리는 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있지만, 고리 중 어느 것도 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖지 않고; 바람직하게는 6 내지 14 원의 스피로 헤테로시클릴, 더 바람직하게는 7 내지 10 원의 스피로 헤테로시클릴을 나타낸다. 공통 스피로 원자의 수에 따라, 스피로 헤테로시클릴은 모노-스피로 헤테로시클릴, 디-스피로 헤테로시클릴, 또는 폴리-스피로 헤테로시클릴로 나누어질 수 있고, 바람직하게는 모노-스피로 헤테로시클릴 또는 디-스피로 헤테로시클릴이고, 더 바람직하게는 4-원/4-원, 4-원/5-원, 4-원/6-원, 5-원/5-원, 또는 5-원/6-원 모노-스피로 헤테로시클릴이다. 스피로 헤테로시클릴의 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
"융합 헤테로시클릴"은 5 내지 20 원의 폴리시클릭 헤테로시클릴기를 나타내고, 여기에서, 계 내의 각 고리는 다른 고리와 원자의 인접한 쌍을 공유하고, 여기에서, 하나 이상의 고리는 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있지만, 고리 중 어느 것도 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖지 않고, 여기에서, 상기 고리는 고리 원자로서 N, O, 및 S(O)m(여기에서, m은 0 내지 2로부터 선택된 정수)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖고, 나머지 고리 원자는 탄소 원자이며; 바람직하게는 6 내지 14 원의 융합 헤테로시클릴, 더 바람직하게는 7 내지 10 원의 융합 헤테로시클릴을 나타낸다. 구성된 고리의 수에 따라, 융합 헤테로시클릴은 바이시클릭, 트리시클릭, 테트라시클릭 또는 폴리시클릭 융합 헤테로시클릴로 나누어질 수 있고, 바람직하게는 바이시클릭 또는 트리시클릭 융합 헤테로시클릴이고, 더 바람직하게는 5-원/5-원, 또는 5-원/6-원 바이시클릭 융합 헤테로시클릴이다. 융합 헤테로시클릴의 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
"가교 헤테로시클릴"은 5 내지 14 원의 폴리시클릭 헤테로시클릴기를 나타내고, 여기에서, 계 내의 2개의 모든 고리는 2개의 연결되지 않은 원자를 공유하고, 그 고리는 하나 이상의 이중 결합을 가질 수 있지만, 고리 중 어느 것도 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖지 않으며, 고리는 고리 원자로서 N, O, 및 S(O)m(여기에서, m은 0 내지 2로부터 선택된 정수)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 갖고, 나머지 고리 원자는 탄소 원자이며; 바람직하게는 6 내지 14 원의 가교 헤테로시클릴, 더 바람직하게는 7 내지 10 원의 가교 헤테로시클릴을 나타낸다. 구성된 고리의 수에 따라, 가교 헤테로시클릴은 바이시클릭, 트리시클릭, 테트라시클릭 또는 폴리시클릭 가교 헤테로시클릴로 나누어질 수 있고, 바람직하게는 바이시클릭, 트리시클릭 또는 테트라시클릭 가교 헤테로시클릴이고, 더 바람직하게는 바이시클릭 또는 트리시클릭 가교 헤테로시클릴이다. 가교 헤테로시클릴의 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
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상기 헤테로시클릴은 아릴, 헤테로아릴 또는 시클로알킬에 융합될 수 있고, 여기에서 모 구조에 결합된 고리는 헤테로시클릴이다. 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
헤테로시클릴은 선택적으로 치환되거나 또는 비치환될 수 있다. 치환시, 치환기(들)는 바람직하게는 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬티오, 알킬아미노, 할로겐, 티올, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클릴, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클릭 알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로시클릴티오, 옥소, 아미노, 할로알킬, 하이드록시알킬, 카르복시, 카르복시 에스테르로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기(들)이다.
"아릴"은 완전하게 컨쥬게이트된 파이-전자계를 갖는 6 내지 14 원의 모든 탄소 모노시클릭 고리 또는 폴리시클릭 융합 고리(즉, 계 내의 각 고리는 계 내의 다른 고리와 탄소 원자의 인접한 쌍을 공유한다) 기를 나타내고; 바람직하게는 6 내지 10 원 아릴, 더 바람직하게는, 페닐과 나프틸, 및 가장 바람직하게는, 페닐을 나타낸다. 아릴은 헤테로아릴, 헤테로시클릴 또는 시클로알킬에 융합될 수 있고, 여기에서, 모 구조에 결합된 고리는 아릴이다. 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
아릴은 선택적으로 치환되거나 또는 비치환될 수 있다. 치환시, 치환기(들)는 바람직하게는 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬티오, 알킬아미노, 할로겐, 티올, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클릴, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클릭 알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로시클릴티오, 아미노, 할로알킬, 하이드록시알킬, 카르복시, 카르복시 에스테르로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기이다.
"헤테로아릴"은, 고리 원자로서 O, S 및 N으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1 내지 4개의 헤테로 원자를 갖고 나머지 고리 원자는 탄소 원자인, 5 내지 14 원의 아릴을 나타내고, 바람직하게는 5 내지 10 원의 헤테로아릴, 더 바람직하게는 5 또는 6 원의 헤테로아릴, 예를 들어, 푸릴, 티에닐, 피리딜, 피롤릴, N-알킬 피롤릴, 피리미디닐, 피라지닐, 이미다졸릴, 테트라졸릴 등을 나타낸다. 헤테로아릴은 아릴, 헤테로시클릴 또는 시클로알킬에 융합될 수 있고, 여기에서 모 구조에 결합된 고리는 헤테로아릴이다. 비제한적인 예는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다:
헤테로아릴은 선택적으로 치환되거나 또는 비치환될 수 있다. 치환시, 치환기(들)는 바람직하게는 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬티오, 알킬아미노, 할로겐, 티올, 하이드록시, 니트로, 시아노, 시클로알킬, 헤테로시클릴, 아릴, 헤테로아릴, 시클로알콕시, 헤테로시클릭 알콕시, 시클로알킬티오, 헤테로시클릴티오, 아미노, 할로알킬, 하이드록시알킬, 카르복시, 카르복시 에스테르로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 기이다.
"선택적인" 또는 "선택적으로"는, 뒤에 기술된 사건 또는 상황이 일어날 수 있지만, 일어날 필요는 없음을 의미하고, 이러한 설명은 사건 또는 상황이 일어나거나 또는 일어나지 않을 수 있는 상황을 포함한다. 예를 들어, "알킬로 선택적으로 치환된 헤테로시클릭기"는 알킬기가 존재할 수 있지만, 존재할 필요는 없음을 의미하고, 이러한 설명은 헤테로시클릭기가 알킬로 치환되고 헤테로시클릭기가 알킬로 치환되지 않은 상황을 포함한다.
"치환된"은, 상응하는 수의 치환기로 독립적으로 치환된, 기(group) 내의 하나 이상의 수소 원자, 바람직하게는 최대 5개, 더 바람직하게는 1 내지 3개의 수소 원자를 나타낸다. 치환기가 이들의 가능한 화학적 위치에만 존재한다는 것은 말할 필요도 없다. 이 기술분야의 당업자는 과도한 노력을 기울이지 않고도 실험 또는 이론에 의해서 치환이 가능한지 또는 불가능한지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 유리 수소를 갖는 아미노 또는 하이드록시가 불포화 결합(올레핀과 같은)을 갖는 탄소 원자에 결합될 때, 불안정할 수 있다.
"약학 조성물"은, 본 발명에 따른 하나 이상의 화합물 또는 생리학적으로/약학적으로 허용 가능한 그 염 또는 전구약물과, 생리학적으로/약학적으로 허용 가능한 담체 및 부형제와 같은 다른 화학 성분의 혼합물을 나타낸다. 약학 조성물의 목적은, 유기체에 대한 화합물의 투여와 활성 성분의 흡수를 용이하게 하여 생물학적 활성을 나타내는 것이다.
"약학적으로 허용 가능한 염"은 포유동물에서 안전하고 효과적이며 원하는 생물학적 활성을 갖는 본 발명의 화합물의 염을 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같은 "약물/항체 비(DAR)"라는 용어는 각각의 항체 분자에 접합된 약물의 수를 지칭한다. 항체-약물 접합체 샘플은 DAR 값이 상이한 다수의 성분을 함유하기 때문에, "평균 DAR 값"과 "DAR 값 분포"의 개념은 항체-약물 접합체의 조성을 기술하는 데 더욱 적합하다. 평균 DAR 값은 샘플 내 약물 분자의 총수 대 항체의 총 수의 비이고, DAR 값 분포는, 샘플 내에 다양한 DAR 값을 갖는 성분의 함량 분포를 지칭한다.
본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 약학적으로 허용 가능한 염은 산 부가염(acid addition salt) 또는 염기 부가염(basic addition salt)일 수 있다. 산은, 염산, 황산, 인산, 브롬화수소산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 무기산; 또는 시트르산, 말레산, 옥살산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 글리콜산, 벤조산, 푸마르산, 트리플루오로아세트산, 숙신산, 주석산, 젖산, 글루탐산, 아스파르트산, 살리실산, 피루브산, 메탄설폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 유기산일 수 있다. 염기는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 무기 염기; 또는 수산화암모늄, 트리에틸아민, 아르기닌 또는 리신을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 유기 염기일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에서, 본 발명에 따른 항체-약물 접합체는 임상적으로 유용한 약학 조성물로서 제조될 수 있다. 임상 적응증(clinical indication), 투여 경로 및 방법에 따라, 약학 조합제(pharmaceutical preparation)는, 정제, 겔, 연질/경질 캡슐, 에멀션, 분산성 분말, 과립, 물/오일 현탁 에멀션(water/oil suspoemulsion)과 같은 경구 조합제; 수용액 또는 오일 용액(oil solution)일 수 있는, 정맥내 주사, 근육내 주사, 복강내 주사, 직장 투여 좌약, 두개내 주사(intracranial injection)를 포함하는 주사액; 크림, 연고, 겔, 물/오일 용액, 및 패키지(package)를 포함하는 국소 제제(topical formulation); 미세 분말, 액체 에어로졸, 및 생체내 이식에 적합한 다양한 투여 형태를 포함하는 흡입 제제(inhalation formulation)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 약학 조성물은 필요에 따라 종래의 약학 부형제가 첨가될 수 있다. 이러한 부형제는 약학 제조 공정 규칙을 준수하고, 활성 성분과 호환 가능해야 한다. 고체 경구 조합제 부형제는, 만니톨, 락토오스, 전분, 스테아르산 마그네슘, 셀룰로오스, 글루코오스, 수크로오스, 시클로덱스트린, 및 장 흡수를 촉진하는 비타민 E-PEG 1000을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 경구 제제는 적합한 착색제, 감미제, 착향제 및 보존제가 첨가될 수 있다.
투여될 약물의 투여량은 사용된 특정 화합물의 활성, 환자의 나이, 환자의 체중, 환자의 상태, 식이 요법, 투여 시간, 투여 방식, 배설률(rate of excretion), 약물의 조합 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 다양한 인자에 의존하는 것으로 이 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 또한, 치료 방식, 일반식의 화합물의 1일 투여량, 또는 약학적으로 허용 가능한 염의 유형과 같은 최적의 치료 방식은 종래의 치료 요법에 따라서 검증될 수 있다.
테트라말레이미드 링커의 경우, 임의의 2개의 말레이미드기 사이의 거리(링커 크기)는 테트라말레이미드 링커와 항체 사이의 사슬간 가교에 영향을 미칠 수 있다. 약물을 연결시키는 데 사용된 측쇄의 길이와 구조는 또한 ADC 특성과 효능에 또한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명자들은 상이한 크기를 갖는 일련의 테트라말레이미드 링커를 합성하여, 전술한 영향 인자를 연구하였다.
ADC 제조 방법
본 발명에 따른 ADC는 다음과 같은 방법을 통해 제조될 수 있다.
방법 1은 아래 반응식 2에 도시된다.
단계 1: 선택적인 기타 링커(A)와 테트라말레이미드 링커(V)를 접합시켜 링커 분자(V-A)를 제공한다;
단계 2: V-A와 약물(D)을 접합시켜 테트라말레이미드 링커-선택적인 기타 링커-약물(V-A-D)을 제공한다;
단계 3: 항체(L)의 사슬간 이황화 결합을 환원시켜 총 8개의 설프하이드릴기를 생성한다;
단계 4: V-A-D는 항체의 환원된 설프하이드릴기 또는 다른 아미노산 잔기와 가교되어 화학식 의 ADC를 제공한다.
방법 2는 아래 반응식 3에 도시된다.
단계 1: 선택적인 기타 링커(A)와 약물(D)을 접합시켜 링커-약물(A-D)을 제공한다;
단계 2: 테트라말레이미드 링커(V)와 A-D를 접합시켜 테트라말레이미드 링커-선택적인 기타 링커-약물(V-A-D)을 제공한다;
단계 3: 항체(L)의 사슬간 이황화 결합을 환원시켜 총 8개의 설프하이드릴기를 생성한다;
단계 4: V-A-D는 항체의 설프하이드릴기 또는 다른 아미노산 잔기와 가교되어 화학식 의 ADC를 제공한다.
용도
본 발명에 따른 항체-약물 접합체는 특정 세포 집단을 표적으로 하고, 특정 세포 표면 단백질(항원)에 결합하여 복합체를 형성한 다음, 복합체가 세포 안으로 내부화되어, 세포 내에 활성 형태로 약물을 방출한다.
본 발명에 따른 항체-약물 복합체는 특정 세포 집단을 표적으로 하고, 특정 세포 표면 단백질(항원)에 결합하여 효과를 내거나; 또는 세포 외부로 약물을 방출한 다음, 세포 안으로 약물을 침투시켜 효과를 낸다.
본 발명은, 본 발명에 따른 항체-약물 접합체의 치료 유효량을, 암 또는 기타 종양을 앓는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 동물 대상체의 암 또는 기타 종양을 치료하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명은, 본 발명에 따른 항체-약물 접합체의 치료 유효량을, 자가면역 질환 또는 감염 질환을 앓는 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는, 자가면역 질환 또는 감염 질환을 치료하기 위한 방법을 제공한다.
상기 기술적인 특징 또는 다음 실시예에서 언급된 특징은 임의로 조합될 수 있다. 본 발명에 개시된 모든 특징은 임의의 조합으로 함께 적용될 수 있고, 각각의 특징은 임의의 동일하거나 같거나 또는 유사한 특징으로 대체될 수 있다. 달리 특정하게 명시되지 않는 한, 개시된 모든 특징은 같거나 유사한 특징의 일반적인 실시예일 뿐이다.
본 발명은 다음의 주요 이점을 갖는다:
1. 본 발명은, 제어된 평균 DAR이 2이고 높은 균질성을 갖는 ADC 제품을 생산하기 위한 접합 기술(conjugation technology)을 최초로 제공한다.
2. 본 발명에 따른 혁신적인 테트라말레이미드 링커는 간단한 화학적 방법에 의해 항체의 사슬간 시스테인 및/또는 다른 아미노산 잔기를 동시에 접합할 수 있는 4개의 말레이미드기를 포함한다. 종래의 접합 방법을 통해 수득된 것과 비교해서, 본 발명의 테트라말레이미드 링커로 수득된 접합체는 DAR 2 분획을 주성분(90% 초과)으로 갖고, 훨씬 더 좁은 DAR 분포를 갖는다. 결과적으로, 제품의 균질성이 크게 개선된다;
3. 본 발명에 따른 접합 기술은 IgG1과 같은 대부분의 항체에 적용 가능하고, 이는 커플링을 위해 특정 부위를 도입하는 데 사용된 복잡한 항체 조작을 피할 수 있다. 따라서, 접합 기술은 매우 광범위한 적용 가능성을 가질 수 있다.
도 1은, 본 발명의 H-5-vcMMAE의 비변성 MS 스펙트럼(native MS spectrum)을 예시한다.
도 2a - 2b는, 테트라말레이미드 링커에 기초한 항체-약물 접합체의 SDS-PAGE 결과를 예시하고, 여기에서 도 2a는 H-1-vcMMAE 내지 H-6-vcMMAE의 SDS-PAGE 결과를 나타내고(각각 1 - 6에 해당); 도 2b는 H-7-vcMMAE 내지 H-12-vcMMAE의 SDS-PAGE 결과를 나타낸다(각각 7 - 12에 해당).
도 3a - 도 3l은, 항체-약물 접합체의 HIC 결과를 예시하고, 여기에서 도 3a - 3l은 각각 H-1-vcMMAE 내지 H-12-vcMMAE에 해당하고; 도 3m은 P-7-vcMMAE에 해당한다.
실시예
본 발명은 다음 실시예로 더 상세히 기술될 것이다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 사용되지만, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로는 간주되지 않아야 한다. 명시되지 않은 실험 조건은 일반적으로 통상적인 조건 또는 제조업체에 의해 제안된 조건에 따른다. 모든 반응은 수소화 반응을 제외하고 질소 대기 하에서 수행되었다.
달리 정의되지 않는 한, 본 발명에 사용된 모든 전문 및 과학 용어는 이 기술분야의 전문가가 잘 알고 있는 것과 같은 의미를 갖는다. 또한, 본 발명에 사용된 것과 유사하거나 동일한 임의의 방법 또는 재료가 본원에 적용될 수 있다. 본 발명에 사용된 최적화된 방법과 재료는 예시를 위해서만 사용되고 제한하기 위해서는 사용되지 않는다.
약어
Ab 항체
Ac 아세틸
ACN 아세토니트릴
ADC 항체-약물 접합체
BOC(Boc) tert-부톡시카르보닐
Cbz 벤질옥시 카르보닐
t-Bu tert-부틸
DCM 디클로로메탄
DIPEA 디이소프로필에틸아민
DMF N,N-디메틸포름아미드
ELISA 효소 연결 면역흡착 검정
EtOAc 아세트산에틸
Eq(eq) 당량
g 그램
h 시간
HATU 2-(7-아자-1H-벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트
HOSu N-하이드록시 숙신이미드
HIC 소수성 상호작용 크로마토그래피
HPLC 고성능 액체 크로마토그래피
LC-MS 액체 크로마토그래피-질량 스펙트럼
mAb 단일 클론 항체
min 분
mL 밀리리터
MS 질량 분석법
nm 나노미터
㎍ 마이크로그램
㎕ 마이크로리터
PE 석유 에테르
RP-HPLC 역상-고성능 액체 크로마토그래피
prep-RP-HPLC 분취 역상-고성능 액체 크로마토그래피
rt 실온
R t 보유 시간
SDS-PAGE 황산도데실나트륨 폴리아크릴아미드 겔 전기영동
SEC 크기 배제 크로마토그래피
TEA 트리에틸아민
TFA 트리플루오로아세트산
THF 테트라하이드로푸란
TLC 박층 크로마토그래피
TsCl 염화 p-톨릴
달리 명시되지 않는 한, 모든 무수 용매는 공급업체로부터 구입하여 질소 대기 하에 보관하였다. 구입한 다른 모든 시약과 용매는 고순도이고 사용 전 정제할 필요가 없다.
화합물의 구조는 핵자기 공명(NMR) 및/또는 질량 분석법(MS)에 의해 확인된다. NMR 화학 이동(chemical shift)(δ)은 10-6(ppm) 단위로 제공된다. NMR은 Bruker AVANCE III 500에 의해 측정된다. 용매는 중수소화(deuterated)-디메틸 설폭시드(DMSO-d6), 중수소화-클로로포름(CDCl3) 및 중수소화-메탄올(CD3OD)이고, 내부 표준물질(internal standard)로 테트라메틸실란(TMS)을 갖는다.
액체 크로마토그래피-질량 분석법(LC-MS)은 Hewlette-Packard Agilent 1200 HPLC와 연결된 Agilent 6110(산 방법) 또는 6120B(염기 방법) 질량 분석계(mass spectrometer)에서 측정된다.
방법 1: 분리를 위한 산 HPLC 방법에 Waters Sunfire C18 역상 칼럼(4.60 × 50 mm, 3.5 ㎛)을 사용하고, 용리 구배(eluting gradient)는 1.4분 동안 A(0.01% TFA를 함유하는 물)에서 5% - 95% B(0.01% TFA를 함유하는 아세토니트릴)이다. 유속(flow rate)은 2.0 mL/분이고, 칼럼 온도는 50℃이다.
방법 2: 분리를 위한 산 HPLC 방법에 Waters Sunfire C18 역상 칼럼(4.60 × 50 mm, 3.5 ㎛)을 사용하고, 용리 구배는 1.4분 동안 A(0.01% TFA를 함유하는 물)에서 5% - 95% B(0.01% TFA를 함유하는 아세토니트릴)이다. 유속은 2.3 mL/분이고, 칼럼 온도는 50℃이다.
방법 3: 분리를 위한 산 HPLC 방법에 Waters Sunfire C18 역상 칼럼(3.0 × 30 mm, 2.5 ㎛)을 사용하고, 용리 구배는 1.5분 동안 A(0.01% TFA를 함유하는 물)에서 5% - 95% B(0.01% TFA를 함유하는 아세토니트릴)이다. 유속은 1.5 mL/분이고, 칼럼 온도는 50℃이다.
방법 4: 분리를 위한 산 HPLC 방법에 Waters Sunfire C18 역상 칼럼(4.6 × 50 mm, 3.5 ㎛)을 사용하고, 용리 구배는 1.2분 동안 A(0.01% TFA를 함유하는 물)에서 5% - 95% B(0.01% TFA를 함유하는 아세토니트릴)이다. 유속은 2.0 mL/분이고, 칼럼 온도는 50℃이다.
방법 5: 분리를 위한 염기 HPLC 방법에 Waters Xbridge C18 역상 칼럼(4.6 × 50 mm, 3.5 ㎛)을 사용하고, 용리 구배는 1.5분 동안 A(10 mM 중탄산암모늄을 함유하는 물)에서 5% - 95% B(아세토니트릴)이다. 유속은 2.0 mL/분이고, 칼럼 온도는 40℃이다.
분취용(preparative) HPLC에 의한 정제는 Gilson 기기에서 수행한다. Waters Sunfire C18 역상 칼럼(250 × 19 mm, 10 ㎛)은 분리를 위해 사용한다.
방법 6: 산 HPLC 제조 방법. 이동 상: A는 0.1% TFA를 함유하는 수용액; B는 ACN이다. 유속은 20 mL/분이다.
SK-BR-3 인간 유방암 세포는 ATCC로부터 구입한다. Her2 항원은 Sino Biological Inc (Beijing)로부터 구입한다. 항체 H(Herceptin Biosimilar, IgG1)는 Genor Biopharma Co. Ltd. (Shanghai)로부터 구입한다. 항체 P(Perjeta Biosimilar, IgG1)는 Biochempartner Co. Ltd. (Shanghai)로부터 구입한다. 효소 표지된 항-항체(enzyme labeled anti-antibody)는 Sigma (Shanghai)로부터 구입한다. 기질 용액(Substrate solution)은 Decent Biotech (Shanghai)로부터 구입한다. 세포 계수 키트(Cell Counting Kit)(CCK-8) 세포 증식-세포 독성 검정 키트(cell proliferation-cytotoxicity assay kit)는 Dojindo (Shanghai)로부터 구입한다.
실시예 1
화합물 1(링커 1)의 합성
(S)-4,5-디아미노펜탄산 이염산염(15)(10 mg, 49 μmol, Tetrahedron Asymmetry, 1993,　4,　91-100에 따라 제조) 및 화합물 16(38 mg, 98 μmol, WO2014114207에 따라 제조)을 DMF(0.5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(25 mg, 196 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 32%-40% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 1(12 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS (방법 1): Rt = 1.39분; m/z (ES+) 681.1 (M+H)+.
1H NMR (500 MHz, CD3OD) δ 6.80 (s, 4 H), 6.78 (s, 4 H), 4.20-4.12 (m, 2 H), 4.01-3.96 (m, 2 H), 3.92-3.87 (m, 1 H), 3.71-3.66 (m, 2 H), 3.37-3.32 (m, 1 H), 3.11-3.07 (m, 1 H), 2.42-2.30 (m, 4 H), 2.28-2.08 (m, 6 H), 1.83-1.76 (m, 1 H), 1.66-1.59 (m, 1 H).
실시예 2
화합물 2(링커 2)의 합성
2-(1,3-디아미노-2-프로폭시)아세트산 이염산염(17)(10 mg, 45 μmol, WO2014114207에 따라 제조) 및 화합물 16(35 mg, 90 μmol)을 DMF(0.5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(23 mg, 180 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 30%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 2(9 mg)를 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.63분; m/z(ES+) 697.0(M+H)+.
1H NMR (500 MHz, CD3OD) δ 6.79 (s, 4 H), 6.78-6.76 (m, 4 H), 4.22 (s, 2 H), 4.18-4.14 (m, 2 H), 4.00-3.95 (m, 2 H), 3.70-3.66 (m, 2 H), 3.50-3.45 (m, 1 H), 3.31-3.27 (m, 1 H), 3.24-3.23 (d, 2 H), 3.18-3.14 (m, 1 H), 2.46-2.38 (m, 2 H), 2.29-2.17 (m, 4 H), 2.14-2.08 (m, 2 H).
실시예 3
화합물 3(링커 3)의 합성
4,5-비스(2,5-디옥소-2,5-디하이드로-1H-피롤-1-일)펜탄산(18)(10 mg, 65 μmol, WO2014114207에 따라 제조) 및 3,5-디아미노벤조산(38 mg, 130 μmol)을 DMF(0.6 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 HATU(62 mg, 160 μmol) 및 DIPEA(18 mg, 140 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 40%-70% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 3(6 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.74분; m/z(ES+) 700.8(M+H)+.
1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ 10.03 (s, 2 H), 8.02 (s, 1 H), 7.84 (s, 2 H), 7.01 (s, 4 H), 6.98 (s, 4 H), 4.09-4.02 (m, 2 H), 3.84-3.75 (m, 2 H), 3.65-3.61 (m, 2 H), 2.33-2.25 (m, 6 H), 2.06-1.95 (m, 2 H).
실시예 4
화합물 4(링커 4)의 합성
2-(1,4-디아미노부탄-2-일옥시)아세트산(19)(20 mg, 85 μmol, WO2014114207에 따라 제조) 및 화합물 16(66 mg, 170 μmol)을 DMF(0.4 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(44 mg, 340 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 35%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 4(9 mg)를 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 1): Rt = 1.41분; m/z(ES+) 711.1(M+H)+.
1H NMR (500 MHz, CD3OD) δ 6.80 (s, 4 H), 6.77 (s, 4 H), 4.21 (s, 2 H), 4.18-4.12 (m, 2 H), 4.00-3.94 (m, 2 H), 3.70-3.65 (m, 2 H), 3.55-3.51 (m, 1 H), 3.49-3.35 (m, 1 H), 3.30-3.14 (m, 3 H), 2.46-2.38 (m, 2 H), 2.29-2.17 (m, 4 H), 2.15-2.08 (m, 2 H), 1.68-1.63 (m, 2 H).
실시예 5
화합물 5(링커 5)의 합성
단계 1: 5-(비스(2-벤질옥시카르보닐아미노)에틸)아미노)-5-옥소펜탄산(21)의 합성
비스(2-(벤질옥시카르보닐아미노)에틸)아민 염산염(20)(815 mg, 2 mmol, European Journal of Medicinal Chemistry,　2009,　44, 678 - 688에 따라 제조) 및 TEA(0.70 mL, 5 mmol)를 DMF(5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 글루타르산 무수물(1 mL DMF 중 228 mg, 2 mmol)을 적가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반한 다음, 물(20 mL)을 첨가하였다. 혼합물을 DCM(15 mL × 3)으로 추출하고, 합한 유기상을 염수(brine)로 순차적으로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축하였다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: DCM/MeOH 30:1)로 정제하여, 화합물 21(872 mg)을 연한 황색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 3): Rt = 1.21분; m/z(ES+) 486.3(M+H)+.
단계 2: 5-(비스(2-아미노에틸)아미노)-5-옥소펜탄산 브롬화이수소산염(22)의 합성
아세트산 중의 HBr 용액(33%, 3 mL)을 화합물 21(522 mg, 1.1 mmol)에 적가한 다음, 반응 혼합물을 실온에서 15분 동안 교반하였다. 이 혼합물에 디에틸에테르(20 mL)를 첨가하고, 황색 침전물을 원심분리로 분리하였다. 고체를 디에틸에테르(10 mL)에 현탁한 다음, 원심분리로 수집하였다. 2단계 공정을 3회 반복한 다음, 수득된 고체를 진공 하에서 건조시켜(60℃), 화합물 22의 브롬화수소산염(350 mg)을 황색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 4): Rt = 0.28분; m/z(ES+) 218.0(M+H)+.
단계 3: 화합물 5의 합성
화합물 22 브롬화수소산염(45 mg, 119 μmol) 및 화합물 16(50 mg, 128 μmol)을 DMF(5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(37 mg, 287 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 30%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 5(30 mg)를 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.62분; m/z(ES+) 765.9(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 7.95(t, 1 H), 7.84(t, 1 H), 7.00(s, 4 H), 6.97(d, 4 H), 4.01-3.95(m, 2 H), 3.80-3.75(m, 2 H), 3.61-3.56(m, 2 H), 3.25-3.16(m, 4 H), 3.15-3.06(m, 4 H), 2.27(t, 2 H), 2.23-2.15(m, 4 H), 2.04-1.98(m, 4 H), 1.96-1.88(m, 2 H), 1.72-1.66(m, 2 H).
실시예 6
화합물 6(링커 6)의 합성
단계 1: (2-(tert-부톡시카르보닐아미노)에틸)(3-(tert-부톡시카르보닐-아미노)프로필)아민(23)의 합성
CDI(2.9 g, 18.0 mmoL), tert-부틸 알코올(1.33 g, 18.0 mmoL) 및 수산화칼륨(24 mg, 0.43 mmoL)을 순차적으로 톨루엔(30 mL)에 첨가하고, 반응 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 교반하였다. 이 혼합물에 N-(2-아미노에틸)프로판-1,3-디아민(1.0 g, 8.55 mmol)을 첨가한 다음, 반응 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물에 DCM(50 mL)을 첨가한 다음, 혼합물을 물(30 mL × 3)로 세척하였다. 유기상을 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축시켜 화합물 23(1.0 g)을 무색 오일로 제공하였다. 미정제 생성물을 정제하지 않고 다음 단계에서 바로 사용하였다.
단계 2: 4-((2-(tert-부톡시카르보닐아미노)에틸)(3-(tert-부톡시카르보닐-아미노)프로필)아미노)-4-옥소부탄산(24)의 합성
화합물 23(1.0 g)을 DCM(15 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 숙신산 무수물(0.47 g, 4.73 mmol)과 DIPEA(1.22 g, 9.46 mmol)를 순차적으로 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반한 다음, 물(30 mL × 2)로 세척하였다. 유기상을 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고 나서, 감압 하에 농축시켜 화합물 24(1.2 g)를 무색 오일로 제공하였다. 미정제 생성물을 정제하지 않고 다음 단계에서 바로 사용하였다.
LC-MS(방법 5): Rt = 1.68분; m/z(ES+) 418.3(M+H)+.
단계 3: 4-((2-아미노에틸)(3-아미노프로필)아미노)-4-옥소부탄산(25)의 합성
1,4-디옥산(6 mL) 및 진한 염산(3 mL)을 순차적으로 화합물 24(1.2 g)에 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 이 혼합물을 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 톨루엔에 용해시킨 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다(3회 반복). 잔류물을 진공 하에 건조시켜, 화합물 25(520 mg)를 연한 황색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 5): Rt = 0.32분; m/z(ES+) 218.2(M+H)+.
단계 4: 화합물 6의 합성
화합물 25(24 mg, 83 μmol)와 화합물 16(65 mg, 166 μmol)을 DMF(0.4 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(43 mg, 332 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 32%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 6(8 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.58분; m/z(ES+) 766.2(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, CD3OD) δ 6.80-6.78(m, 8 H), 4.19-4.13(m, 2 H), 4.01-3.95(m, 2 H), 3.70-3.67(m, 2 H), 3.48-3.36(m, 5 H), 3.30-3.06(m, 3 H), 2.68-2.62(m, 4 H), 2.44-2.38(m, 2 H), 2.25-2.06(m, 6 H), 1.82-1.70(m, 2 H).
실시예 7
화합물 7(링커 7)의 합성
단계 1: 비스(3-(tert-부톡시카르보닐아미노)프로필)아민(26)의 합성
CDI(3.4 g, 21 mmoL), tert-부틸알코올(1.55 g, 21 mmoL) 및 수산화칼륨(28 mg, 0.50 mmoL)을 순차적으로 톨루엔(30 mL)에 첨가하고, 반응 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 교반하였다. 이 혼합물에 N-(3-아미노프로필)-1,3-프로필 디아민(1.31 g, 10 mmol)을 첨가하고, 반응 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물에 DCM(50 mL)을 첨가한 다음, 혼합물을 물(30 mL × 3)로 세척하였다. 유기상을 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축시켜, 화합물 26(1.0 g)을 백색 고체로 제공하였다. 미정제 생성물을 정제하지 않고 다음 단계에서 바로 사용하였다.
단계 2: 4-(비스(3-(tert-부톡시카르보닐아미노)프로필)아미노)-4-옥소부탄산(27)의 합성
화합물 26(1.0 g)을 DCM(15 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 숙신산 무수물(0.36 g, 3.6 mmol)과 DIPEA(0.78 g, 6.0 mmol)를 순차적으로 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: DCM/MeOH 15:1)로 정제하여, 화합물 27(420 mg)을 무색 오일로 제공하였다.
단계 3: 4-(비스(3-아미노프로필)아미노)-4-옥소부탄산(28)의 합성
화합물 27(420 mg)을 DCM(900 μL)에 용해하고, 용액을 0℃로 냉각시키고, 여기에 TFA(300 μL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 톨루엔에 용해하고, 농축시켜 용매를 제거하였다(3회 반복). 잔류물을 진공 하에 건조시켜, 화합물 28(480 mg)을 연한 황색 오일로 제공하였다.
LC-MS(방법 4): Rt = 0.28, 0.34분; m/z(ES+) 232.2(M+H)+.
단계 4: 화합물 7의 합성
화합물 28(60 mg, 130 μmol) 및 화합물 16(101 mg, 260 μmol)을 DMF(0.6 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(67 mg, 520 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 35%-58% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 7(35 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.47분; m/z(ES+) 780.2(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, CD3OD) δ 6.80-6.78(m, 8 H), 4.18-4.13(m, 2 H), 4.00-3.95(m, 2 H), 3.71-3.67(m, 2 H), 3.42-3.35(m, 4 H), 3.25-3.08(m, 4 H), 2.68-2.67(m, 4 H), 2.45-2.38(m, 2 H), 2.25-2.08(m, 6 H), 1.86-1.80(m, 2 H), 1.73-1.68(m, 2 H).
실시예 8
화합물 8(링커 8)의 합성
단계 1: 메틸 3,5-비스(2-tert-부톡시카르보닐아미노)에톡시)벤조산염(29)의 합성
메틸 3,5-디하이드록시벤조산염(200 mg, 1.19 mmol) 및 tert-부틸-2-브로모에틸카밤산염(666 mg, 2.98 mmol)을 DMF(10 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 탄산칼륨(411 mg, 2.98 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 50℃에서 18시간 동안 교반한 다음, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: PE/EA 10:1)로 정제하여, 화합물 29(450 mg)를 무색 오일로 제공하였다.
LC-MS(방법 1): Rt = 1.97분; m/z(ES+) 477.0(M+Na)+.
단계 2: 3,5-비스(2-아미노에톡시)벤조산(30)의 합성
화합물 29(200 mg)를 1,4-디옥산(1 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 진한 염산(1 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물에 톨루엔(3 mL)을 첨가한 다음, 이 혼합물을 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 고체가 수득될 때까지 동일한 공정을 여러 번 반복하였다. 고체를 아세트산에틸에 현탁한 다음, 여과로 수집하였다. 고체를 진공 하에 건조시켜, 화합물 30(100 mg)을 갈색 고체로 제공하였다. 미정제 생성물을 정제하지 않고 다음 단계에서 바로 사용하였다.
LC-MS(방법 1): Rt = 0.32분; m/z(ES+) 241.0(M+H)+.
단계 3: 화합물 8의 합성
화합물 30(10 mg, 32 μmol)과 화합물 16(25 mg, 64 μmol)을 DMF(0.5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(17 mg, 128 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 35%-65% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 8(6 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 4): Rt = 1.34분; m/z(ES+) 789.2(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 8.05(t, 2 H), 7.04(d, 2 H), 7.00(s, 4 H), 6.96(s, 4 H), 6.72(t, 1 H), 4.02-3.94(m, 6 H), 3.80-3.74(m, 2 H), 3.61-3.56(m, 2 H), 3.37-3.33(m, 4 H), 2.23-2.14(m, 2 H), 2.06(t, 4 H), 1.98-1.90(m, 2 H).
실시예 9
화합물 9(링커 9)의 합성
단계 1: tert-부틸 비스(2-(2-하이드록시에톡시)에틸)카밤산염(32)의 합성
비스(2-(2-하이드록시에톡시)에틸)아민(31)(4.2 g, 21.8 mmol, Journal of Organic Chemistry, 1995, 60, 6097-6102에 따라 제조)과 TEA를 DCM(30 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 디-tert-부틸 중탄산염(5.69 g, 26.1 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: DCM/MeOH 30:1 → 15:1)로 정제하여, 화합물 32(2.3 g)를 연한 황색 오일로 제공하였다.
LC-MS(방법 1): Rt = 1.41분; m/z(ES+) 316.1(M+Na)+.
단계 2: tert-부틸 비스(2-(2-(토실옥시)에톡시)에틸)카밤산염(33)의 합성
화합물 32(2.3 g, 7.85 mmol) 및 TEA(3.17 g, 31.4 mmol)를 DCM(40 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 TsCl(4.49 g, 23.6 mmol)을 천천히 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: PE/EA 3:1)로 정제하여, 화합물 33(3.3 g)을 무색 오일로 제공하였다.
LC-MS(방법 4): Rt = 1.88분; m/z(ES+) 624.2(M+Na)+.
단계 3: 비스(2-(2-(토실옥시)에톡시)에틸)아민(34)의 합성
화합물 33(3.3 g, 5.49 mmol)을 DCM(9 mL)에 용해하고, 반응 혼합물을 0℃로 냉각시킨 다음, 여기에 TFA(3 mL)를 천천히 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 DCM에 용해하고, 포화 중탄산나트륨으로 세척하였다. 수성상을 DCM(10 mL)으로 추출하고, 합한 유기상을 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축시켜, 화합물 34(2.5 g)를 무색 오일로 제공하였다. 미정제 생성물을 정제하지 않고 다음 단계에서 바로 사용하였다.
단계 4: 4-(비스(2-(2-(토실옥시)에톡시)에틸)아미노)-4-옥소부탄산(35)의 합성
화합물 34(2.5 g, 4.99 mmol)를 DCM(15 mL)에 용해하고, 여기에 숙신산 무수물(0.75 g, 7.48 mmol)과 DIPEA(1.93 g, 15.0 mmol)를 순차적으로 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, 물(20 mL)로 세척하였다. 유기상을 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축시켜 무색 오일을 제공하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: DCM/MeOH 20:1)에 의한 추가 정제는 화합물 35(1.6 g)를 무색 오일로 제공하였다.
LC-MS(방법 4): Rt = 1.64분; m/z(ES+) 602.1(M+H)+.
단계 5: 4-(비스(2-(2-아지도에톡시)에틸)아미노)-4-옥소부탄산(36)의 합성
화합물 35(1.6 g, 2.66 mmol)를 DMF(10 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 아지드화나트륨(0.52 g, 7.99 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 50℃에서 5시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용리액: DCM/MeOH 20:1)로 정제하여, 화합물 36(600 mg)을 무색 오일로 제공하였다.
LC-MS(방법 1): Rt = 1.55분; m/z(ES+) 344.1(M+H)+.
단계 6: 4-비스(2-(2-아미노에톡시)에틸)아미노)-4-옥소부탄산(37)의 합성
화합물 36(600 mg, 1.75 mmol)을 THF(10 mL)와 물(126 μL)에 용해시킨 다음, 여기에 트리페닐포스핀(1.37 g, 5.25 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반하였고, 불용성 오일이 플라스크 벽과 바닥에서 발견되었다. THF를 조심스럽게 제거하고, 무색 오일을 THF(3 mL × 3)로 세척한 다음, 물(10 mL)을 첨가하였다. 용액을 동결건조시켜 화합물 37(500 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 5): Rt = 0.35분, 0.46분; m/z(ES+) 292.1(M+H)+.
단계 7: 화합물 9의 합성
화합물 37(20 mg, 68 μmol) 및 화합물 16(53 mg, 137 μmol)을 DMF(0.6 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(71 mg, 548 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 30%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 9(9 mg)를 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.61분; m/z(ES+) 840.0(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 7.83-7.79(m, 2 H), 7.00(s, 4 H), 6.97(s, 4 H), 4.00-3.94(m, 2 H), 3.79-3.74(m, 2 H), 3.60-3.56(m, 2 H), 3.50-3.47(m, 4 H), 3.39(s, 4 H), 3.36-3.29(m, 4 H), 3.15-3.09(m, 4 H), 2.55(t, 2 H), 2.39(t, 2 H), 2.21-2.14(m, 2 H), 2.03-2.01(m, 4 H), 1.95-1.88(m, 2 H).
실시예 10
화합물 10(링커 10)의 합성
화합물 38(15 mg, 54 μmol, WO2014114207에 따라 제조) 및 화합물 39(44 mg, 108 μmol, WO2014114207에 따라 제조)를 DMF(0.6 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(28 mg, 216 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 37%-58% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 10(15 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.63분; m/z(ES+) 784.0(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 11.98(br s, 1 H), 7.59(t, 1 H), 7.44(t, 1 H), 7.05(s, 8 H), 3.88(s, 2 H), 3.85(s, 2 H), 3.82-3.77(m, 2 H), 3.52-3.50(m, 8 H), 3.29-3.19(m, 6 H), 3.15-3.12(m, 2 H), 2.49(t, 2 H), 2.41(t, 2 H).
실시예 11
화합물 11(링커 11)의 합성
화합물 38(15 mg, 54 μmol) 및 화합물 40(45 mg, 108 μmol, WO2014114207에 따라 제조)을 DMF(0.5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(28 mg, 216 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 38%-58% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 11(14 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.65분; m/z(ES+) 812.0(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 12.01(br s, 1 H), 7.75(t, 1 H), 7.62(t, 1 H), 7.04(s, 4 H), 7.00(s, 4 H), 4.02-3.95(m, 2 H), 3.84-3.79(m, 2 H), 3.58-3.45(m, 10 H), 3.33-3.19(m, 8 H), 2.53(t, 2 H), 2.40(t, 2 H), 1.66-1.56(m, 4 H).
실시예 12
화합물 12(링커 12)의 합성
화합물 38(15 mg, 54 μmol) 및 화합물 41(50 mg, 108 μmol, WO2014114207에 따라 제조)을 DMF(0.5 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(28 mg, 216 μmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 35%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 12(14 mg)를 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.58분; m/z(ES+) 894.0(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 7.97(t, 1 H), 7.82(t, 1 H), 7.04(s, 4 H), 6.96(s, 4 H), 3.58(t, 4 H), 3.52(t, 4 H), 3.39-3.38(m, 8 H), 3.29(t, 2 H), 3.23(t, 2 H), 3.19-3.16(m, 2 H), 3.12-3.08(m, 2 H), 2.51-2.50(m, 2 H), 2.41(t, 2 H), 2.35-2.32(m, 4 H), 2.23-2.18(m, 4 H).
실시예 13
화합물 13(링커 13)의 합성
단계 1: tert-부틸 4-(비스(3-(2,2,2-트리플루오로아세트아미도)프로필)아미노)-4-옥소부틸카밤산염(44)의 합성
4-(tert-부톡시카르보닐아미노)부탄산(42)(203 mg, 1.0 mmol, US2015/111864에 따라 제조) 및 비스(3-(2,2,2-트리플루오로아세트아미도)프로필)아민(43)(388 mg, 1.2 mmol, WO2006/20779에 따라 제조)을 DMF(3 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 HATU(456 mg, 1.2 mmol) 및 DIPEA(258 mg, 2 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반한 다음, 농축하였다. 잔류물을 RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 45%-75% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 44(250 mg)를 무색 콜로이드 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 1): Rt = 1.81분; m/z(ES+) 409.0(M+H)+
1H NMR(500 MHz, CDCl3) δ 8.34(br s, 1 H), 7.949(s, 1 H), 5.03(br s, 1 H), 3.42-3.30(m, 4 H), 3.30-3.17(m, 4 H), 3.09(s, 2 H), 2.39-2.27(m, 2 H), 1.91-1.82(m, 2 H), 1.82-1.73(m, 2 H), 1.73-1.63(m, 2 H), 1.37(s, 9 H).
단계 2와 단계 3: tert-부틸 4-(비스(3-(4,5-비스(2,5-디옥소-2,5-디하이드로-1H-피롤-1-일)펜탄아미도)프로필)아미노)-4-옥소부틸카밤산염(46)의 합성
화합물 44(20 mg, 39 μmol)를 메탄올(1 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 수성 암모니아(28%, 1 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 4시간 동안 환류시킨 다음, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 메탄올에 다시 용해하고, 농축시켰다(3회 반복).
이렇게 수득된 중간체 45를 DMF(1 mL)와 DCM(1 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 화합물 18(35 mg, 0.12 mmol), HATU(60 mg, 0.158 mmol) 및 DIPEA(30 mg, 0.23 mmol)를 순차적으로 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 50%-80% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 46(20 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 3): Rt = 1.33분; m/z(ES+) 865.5(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 7.81(t, 1 H), 7.72(t, 1 H), 7.00(s, 4 H), 6.98(s, 2 H), 6.97(s, 2 H), 6.80(t, 1 H), 4.02-3.94(m, 2 H), 3.82-3.73(m, 2 H), 3.64-3.54(m, 2 H), 3.24-3.10(m, 4 H), 3.05-2.85(m, 6 H), 2.26-2.12(m, 4 H), 2.08-1.86(m, 6 H), 1.63-1.43(m, 6 H), 1.37(s, 9 H).
단계 4: 화합물 13의 합성
화합물 46(20 mg, 23 μmol)을 DCM(3 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 TFA(1 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반한 다음, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 30%-60% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, TFA 염 형태인 화합물 13(10 mg)을 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.46분; m/z(ES+) 765.0(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 7.83(t, 1 H), 7.78-7.68(m, 4 H), 7.01(s, 4 H), 6.99(s, 2 H), 6.98(s, 2 H), 4.02-3.94(m, 2 H), 3.82-3.74(m, 2 H), 3.63-3.55(m, 2 H), 3.19(t, 4 H), 3.06-2.88(m, 4 H), 2.86-2.77(m, 2 H), 2.37(t, 2 H), 2.26-2.12(m, 2 H), 2.09-1.87(m, 6 H), 1.80-1.71(m, 2 H), 1.64-1.46(m, 4 H).
실시에 14
화합물 14(링커 14)의 합성
단계 1: 4-하이드록시-N,N-비스(3-(2,2,2-트리플루오로아세트아미도)프로필)부탄아미드(48)의 합성
나트륨 4-하이드록시부탄산염(47)(126 mg, 1.0 mmol, WO2014/152127에 따라 제조) 및 비스(3-(2,2,2-트리플루오로아세트아미도)프로필)아민(43)(388 mg, 1.2 mmol)을 DMF(3 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 HATU(456 mg, 1.2 mmol) 및 DIPEA(258 mg, 2 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반한 다음, 농축시켰다. 잔류물을 RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 40%-70% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 48(68 mg)을 무색 콜로이드 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 5): Rt = 1.55분; m/z(ES+) 410.0(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 9.48(t, 1 H), 9.37(t, 1 H), 3.39(t, 2 H), 3.31-3.05(m, 8 H), 2.29(t, 2 H), 1.81-1.70(m, 2 H), 1.70-1.57(m, 4 H).
단계 2, 3: 화합물 14의 합성
화합물 48(20 mg, 49 μmol)을 메탄올(1 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 수성 암모니아(28%, 1 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 2시간 동안 환류시킨 다음, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 메탄올에 다시 용해하고 농축시켰고, 이러한 공정을 3회 반복하였다.
이렇게 수득한 중간체 49를 DMF(1 mL)와 DCM(1 mL)에 용해시킨 다음, 여기에 화합물 18(43 mg, 0.15 mmol), HATU(74 mg, 0.20 mmol) 및 DIPEA(38 mg, 0.29 mmol)를 순차적으로 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, 농축시켜 용매를 제거하였다. 잔류물을 RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 35%-65% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 14(5 mg)를 백색 고체로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): Rt = 1.62분; m/z(ES+) 765.9(M+H)+.
1H NMR(500 MHz, DMSO-d6) δ 7.82(t, 1 H), 7.72(t, 1 H), 7.00(s, 4 H), 6.98(s, 2 H), 6.97(s, 2 H), 4.02-3.94(m, 2 H), 3.82-3.73(m, 2 H), 3.62-3.56(m, 2 H), 3.37(t, 2 H), 3.24-3.13(m, 4 H), 3.03-2.87(m, 4 H), 2.26(t, 2 H), 2.23-2.13(m, 2 H), 2.08-1.87(m, 6 H), 1.68-1.43(m, 6 H).
실시예 15
테트라말레이미드 링커-약물(1- vcMMAE )의 합성
화합물 1(4.1 mg, 6 μmol) 및 NH2-vcMMAE(TFA 염，6.7 mg, 6 μmol, WO2013/173337에 따라 제조)를 DMF(300 μL)에 용해시킨 다음, 여기에 DIPEA(2.3 mg, 9 μmol)와 HATU(3.4 mg, 9 μmol)를 순차적으로 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 18시간 동안 교반한 다음, prep-RP-HPLC(방법 6: 8분 내에 45%-75% B → 4분 내에 95% B)로 정제하여, 화합물 1-vcMMAE(4.8 mg)를 백색 분말로 제공하였다.
LC-MS(방법 2): R t = 1.84분; m/z(ES+) 892.8 [1/2(M+2H)]+.
실시예 16
다른 테트라말레이미드 링커-약물의 합성
다른 테트라말레이미드 링커-약물은, 화합물 1이 링커 화합물 2-12로 대체된 것을 제외하고, 실시예 15의 1-vcMMAE에 대한 것과 유사한 방법을 통해 합성되었다. 링커-약물 및 이들의 특징화 데이터를 표 1에 나열하였고, 여기에서 링커-약물 2-vcMMAE 내지 12-vcMMAE는 테트라말레이미드 링커 화합물 2 내지 12에 따라 명명되었다.
[표 1]
본 발명의 링커-약물과 이들의 특징화
실시예 17
항체-약물 접합체의 제조 및 특징화
트리스(2-카르복시에틸)포스핀{TCEP, 10 당량, 저장 용액(stock solution) 10 mM}을, 항체 H(IgG1) 용액(2-10 mg/mL, 25 mM 붕산-붕산나트륨 완충액, 25 mM NaCl 및 1 mM 디에틸렌 트리아민 펜타아세트산(DTPA) 함유, pH 7.0-8.0)에 첨가하였다. 반응 혼합물을 37℃의 진탕기(shaker)에서 2시간 동안 배양한 다음, -10℃로 냉각하고 나서, 한외여과(ultrafiltration)(Merck Millipore Amicon® Ultra, 50000 MWCO) 또는 겔여과(gel-filtration)를 통해 PBS 완충액(100 mM KH2PO4-K2HPO4, 100 mM NaCl, 1 mM DTPA, pH 7.0-8.0)으로 완충액 교환(buffer-exchange)하였다. 용액을 10℃로 냉각시키고, 여기에 DMSO와 실시예 15에서 제조한 화합물 1-vcMMAE(DMSO 중의 저장 용액, 3-6 당량)를 순차적으로 첨가하고, DMSO의 부피 퍼센트를 -15%로 제어하였다. 10℃에서 0.5시간 동안 접합 반응을 수행하였다.
과량의 시스테인 용액을 반응 혼합물에 첨가하여, 미반응 화합물 1-vcMMAE를 ??칭(quenching)하고, 이 ??칭 반응을 10℃에서 30분 동안 유지하였다. 반응 혼합물을 한외여과(Merck Millipore Amicon® Ultra, 50000 MWCO) 또는 겔여과하여, 과량의 1-vcMMAE 시스테인 부가물과 과량의 시스테인을 제거하였다. 여과액(filtrate)을 0.22 ㎛ 필터(Merck Millex-GV Filter)를 통해 멸균 여과하고, 이렇게 수득된 접합체 H-1-vcMMAE 용액을 4℃에 유지하였다.
화합물 1-vcMMAE를 화합물 2-vcMMAE 내지 12-vcMMAE로 대체한 것을 제외하고, 상기와 동일한 방법에 따라 항체 H로부터 접합체 H-2-vcMMAE 내지 H-12-vcMMAE를 제조하였다. 화합물 1-vcMMAE를 화합물 7-vcMMAE로 대체한 것을 제외하고, 상기와 동일한 방법에 따라 항체 P로부터 접합체 P-7-vcMMAE를 제조하였다.
1) 평균 DAR의 측정
UV 흡수 방법(absorption method)에 의해 평균 DAR을 측정하였다(Clin. Cancer Res. 2004, 10, 7063-7070; WO 2011/039721). 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 칼럼(TSKgel G3000SWXL, 7.8*300 mm, Tosoh Bioscience Shanghai)을 갖는 Agilent 1100 HPLC를 사용하였다.
DAR = (εAb248 - R*εAb280) / (R*εD280 - εD248)
상기 식에서, εAb248 및 εAb280은 각각 248 nm와 280 nm에서 항체에 대한 몰 흡광 계수(molar extinction coefficient)이다. εD280 및 εD248은 각각 248 nm와 280 nm에서 vcMMAE에 대한 몰 흡광 계수이다. R은 A248/A280로서, 여기에서 A248과 A280은 각각 248 nm와 280 nm에서 ADC의 흡광도이다(SEC 스펙트럼에서 단량체의 피크 면적은 본 발명에서 흡광도를 나타내기 위해 사용되었다).
본 발명의 ADC의 평균 DAR을 표 2에 나열하였다.
[표 2]
본 발명에서 ADC의 평균 DAR 결과 (링커-약물 대 항체의 당량비는 3이었다)
N/A: 입수 불가.
*: 링커-약물 대 항체의 당량비(equivalent ratio)는 4였다.
&: DAR은 HIC 방법으로 계산되었다, 참조 문헌인 Anal. Chem. 2013, 85, 1699-1704를 참고한다.
표 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 ADC의 평균 DAR은 약 2에서 잘 제어될 수 있었고, 이는 본 발명의 부위 특이적 링커에 의한 정확한 부위 및 수의 제어 때문이다.
2) 비변성(Native) MS
8 μL의 PNGase F(New England Biolabs, USA)를 400 ㎍의 접합체 H-5-vcMMAE에 첨가하고, 이 혼합물을 37℃에서 밤새(15시간) 배양하였다. 탈글리코실화(deglycosylated) ADC 샘플을 아세트산암모늄 완충액(20 mM, pH 7.0)으로 완충액 교환하고, 완충액 교환 절차를 5회 반복하였다.
사용된 질량 분석계는 고분해능 Orbitrap Exactive Plus EMR (Thermo Fisher Scientific, Germany)이었고, 이온 소스(ion source)는 TriVersa NanoMate® (Advion, USA)이다. 샘플 농도를 2 μg/μL로 조절하고, 직접 주입을 채택하였다.
양이온 모드 하에서 질량 데이터를 수집하고, 비변성 질량 데이터를 Protein Deconvolution 4.0 소프트웨어(Thermo Fisher Scientific, Germany)로 분석하였다.
접합체 H-5-vcMMAE의 비변성 MS 스펙트럼을 도 1에 나타내었고, 이는 DAR = 2이 제품의 주성분임을 보여준다.
3) SDS-PAGE
NuPAGE™, 4-12%, 비스-트리스 겔(Thermal Fisher)을 사용하여, XCell SureLock® Mini-Cell 단백질 전기영동 기기(Thermal Fisher) 상에서 SDS-PAGE를 측정하였다. 샘플(중량 기준으로 ≥ 10 ㎍)을 로딩 완충액(loading buffer)과 합하고, 이 혼합물을 수조에서 10분 동안 70℃로 가열하였다. 샘플과 표준 단백질(5 ㎕/홀)을 스페이서 겔 콤 홀(spacer gel comb holes)에 순차적으로 첨가하고, 전기영동을 220 V에서 50분 동안 수행하였다. 겔을 꺼내고, 탈이온수로 헹군 다음, 진탕기 상에서 3시간 동안 SimplyBlue™ SafeStain (Thermal Fisher)에서 염색하였다. 염색된 겔을 탈이온수로 3회 헹구고, 진탕기 상에서 4시간 동안 탈색시켰다. 탈색된 겔을 이미저(imager)로 옮겨 겔 이미지를 기록하였다.
SDS-PAGE 결과를 도 2a-2b에 나타내었고, 이는 샘플 H-1-vcMMAE 내지 H-12-vcMMAE의 주성분이 온전한(full) 항체 HHLL(온전한 ADC)과 절반(half) 항체 HL{온전한 ADC는 중쇄 상호 작용(heavy chain interaction)을 상실한다}이었음을 보여준다. 이 결과는, 본 발명의 테트라말레이미드 링커가 환원된 항체의 사슬간(inter chain)을 가교할 수 있어서, 항체당 약물의 수(DAR)를 효과적으로 제어할 수 있음을 입증한다.
4) 소수성 상호작용 크로마토그래피(HIC) 분석
Agilent 1100 크로마토그래프에서 HIC를 측정하였다. TSK겔 부틸-NPR 칼럼(4.6 × 35 mm, 2.5 ㎛, Tosoh Bioscience Shanghai)을 이동상으로 적용하였다. 이 방법은, 25분 동안 100% 완충액 A(50 mM 인산칼륨(pH 7.0) + 1.5 M 황산암모늄)로부터 100% 완충액 B(80% v/v 50 mM 인산나트륨(pH 7.0), 20% v/v 이소프로판올)까지의 선형 구배로 이루어졌다. 유속은 0.8 mL/분, 칼럼 온도는 30℃, 검출 파장은 230 nm와 280 nm였다.
HIC 분석 결과를 도 3a - 3m에 나타내었고, 이는 ADC 샘플(H-1-vcMMAE 내지 H-12-vcMMAE, 및 P-7-vcMMAE)의 주성분이 DAR = 2 성분임을 보여준다. 이 결과는, 본 발명의 테트라말레이미드 링커가 ADC 제품의 DAR과 분포를 효과적으로 제어하기 위해 사용될 수 있음을 입증한다.
시험예 1
효소-결합 면역흡착 검정(ELISA)에 의한 본 발명의 ADC의 항원 결합 능력의 측정
간접 ELISA를 사용하여 해당 항원에 대한 항체 또는 항체-약물 접합체의 결합 능력을 분석하였다. Her2 항원을 코팅에 의해 고체상 지지체(96 웰 마이크로플레이트) 위에 고정시켜 고체상 항원을 형성한 다음, 결합되지 않은 항원을 세척에 의해 제거하였다. 시험 항체 또는 항체-약물 접합체의 일련의 희석액을 첨가하였고, 여기에서 특이적 항체 또는 항체-약물 접합체는 항원에 결합하여 고체상 항원-항체 복합체를 형성하였다. 고체상 항원에 결합되지 않은 항체 또는 항체-약물 접합체는 세척에 의해 제거하였다. 효소 표지된 항-항체를 첨가하여 상기 형성된 복합체에 결합시켰다. 세척 후, 기질 용액을 첨가하고, 450 nm/630 nm에서 마이크로플레이트 리더(microplate reader)로 광학 밀도를 판독하고, 이를 기초로 곡선을 작성하고 EC50을 계산하였다.
본 발명의 ADC의 Her2 항원에 대한 결합 능력을 표 3에 나열하였다.
[표 3]
본 발명의 ADC의 Her2 항원에 대한 결합 능력
표 3에 도시된 바와 같이, 네이키드 항체와 비교해서, 테트라말레이미드 링커로부터 제조된 ADC의 항원에 대한 결합 능력은 유의한 차이를 보이지 않는다.
시험예 2
본 발명의 ADC의 세포 증식 억제
세포 증식 검정
다음의 방법으로 항체 또는 ADC의 세포 증식 억제를 측정하였다. 종양 관련 항원 또는 수용체 단백질을 발현하는 포유류 세포(이 검정에서는, Her2 발현 유방암 세포인 SK-BR-3을 사용하였다)를 96-웰 플레이트에 8000개 세포/웰의 농도로 접종하고, 세포를 DMEM(GIBCO)에 현탁시켰다. 초기 ADC 농도는 2 ㎍/mL였고, 이를 2% FBS를 함유하는 DMEM(GIBCO)으로 3배 구배 희석하였다. 초기 세포 배양 배지를 제거하고, 각각의 웰에 200 μL의 ADC를 첨가하였다. 세포를 72시간 동안 배양하고, 배지를 제거하였다. 100 μL의 CCK-8을 첨가한 다음, 30분 동안 배양하였다. 마이크로플레이트 리더로 450 nm/630 nm에서 흡광도를 판독하고, 이를 기초로 곡선을 작성하고 IC50을 계산하였다.
본 발명의 ADC의 세포 증식 억제 결과를 표 4에 나열하였다.
[표 4]
본 발명의 ADC의 세포 증식 억제 결과
표 4는, 본 발명의 ADC가 우수한 세포 증식 억제 활성을 가짐을 보여준다.
본 발명에서 언급된 모든 참조문헌은 각각의 개별 참조문헌이 개별적으로 참조로 포함된 것과 같은 정도로 본원에 참조로 포함된다. 또한, 본 발명을 읽은 후, 이 기술분야의 당업자는 본 발명을 다양하게 변경 또는 수정할 수 있고, 이러한 동등한 형태는 또한 본 출원의 첨부된 청구항에 의해 정의된 범위 내에 속한다는 것을 이해해야 한다.

Claims (25)

  1. 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:

    상기 식에서,
    P 및 Q는 각각 독립적으로 CR10로부터 선택되고;
    S 및 T는 각각 독립적으로 C=O 및 O로부터 선택되며;
    X 및 Y는 각각 독립적으로 -C(O)N(R11)-, -N(R12)C(O)- 및 -O-로부터 선택되고;
    Z는 CR13, N 및 C6-C10 아릴로부터 선택되며;
    U는 C=O 및 O로부터 선택되고;
    J는 -COOH, -OH 및 -NHR14로부터 선택되며;
    h 및 j는 0이고;
    i 및 k는 1이고;
    l, m, p, q, s, t, x, y, u 및 w는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되고;
    R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
    R5, R6, R7, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌과, 주쇄에 O를 함유하는 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
    R10, R11, R12, R13 및 R14는 각각 독립적으로 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택됨.
  2. 제1항에 있어서,
    X 및 Y는 각각 독립적으로 -C(O)N(R11)-로부터 선택되고;
    x 및 y는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되며;
    R11은 H 및 C1-C6 알킬로부터 선택되는 것인, 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  3. 제1항에 있어서,
    Z는 페닐인,
    화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  4. 제1항에 있어서,
    S 및 T는 각각 독립적으로 C=O 및 O로부터 선택되고;
    R5 및 R6은 각각 독립적으로 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
    l 및 m은 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되고;
    s 및 t는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되는 것인, 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  5. 제1항에 있어서,
    U는 C=O 및 O로부터 선택되고;
    R9는 C1-C6 알킬렌으로부터 선택되며;
    u 및 w는 각각 독립적으로 0 및 1로부터 선택되는 것인, 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  6. 제1항에 있어서,
    J는 -COOH, -OH 및 -NH2로부터 선택되는 것인, 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  7. 제1항에 있어서,
    화합물은 다음으로부터 선택되는 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:

    .
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
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