KR20030068585A - 혈관 증식을 억제하는 약제학적 조성물 및 그의 이용 방법 - Google Patents

혈관 증식을 억제하는 약제학적 조성물 및 그의 이용 방법 Download PDF

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소시에떼 더 콘세이유 더 레세르세 에 다플리까띠옹 시엔띠피끄, 에스.아.에스.
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Abstract

본 발명은 치료를 요하는 환자에서의 혈관 증식을 치료하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 환자에게 치료학적 유효량의 타입-1 소마토스타틴 작용제를 투여하는 단계를 포함한다.

Description

혈관 증식을 억제하는 약제학적 조성물 및 그의 이용 방법 {PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS WHICH INHIBIT VASCULAR PROLIFERATION AND METHOD OF USE THEREOF}
기존 혈관으로부터 새 모세혈관의 발생인 혈관형성(angiogenesis)은 고형 종양(neoplasm)의 진행 및 당뇨성 망막증 및 류마티스성 관절염과 같은 많은 다른 병리학적 상태에서의 중요한 과정이다(Folkman, J., Nature Medicine 1995년, 1: 27-31). 혈관 발생을 표적으로 한 여러 가지 전략이 광범위하게 연구되어 왔고, 혈관형성 연구에서의 모델 시스템 중 신뢰성 있는 시험관내 모델 시스템의 활용성은 특이적 억제제의 연구를 위해 결정적 사항이었다(Jain, R.K. 외, Nature Medicine 1997년, 3: 1203-1208).
숙주로부터 새로운 혈관의 증식을 유발할 수 있는 종양의 능력이 암의 성장과 전이에 심대한 영향을 미친다는 사실은 오늘날 널리 인식되어 있다. 종양 혈관형성의 과정은 미세혈관 성장의 포지티브 및 네거티브 조절제의 균형에 의해 조정되며, 새로운 혈관의 발생은 다음의 세 가지 상이한 순차적 단계로 나누어 질 수 있다: 1) 세포 조정 단백질 분해성 기저 멤브레인의 퇴화; 2) 혈관으로부터 주변세포외 매트릭스로의 내피 세포 이전 및 증식; 3) 튜브형 구조체로의 세포의 조직 형성(Folkman, J., Nature Medicine 1995년, 1: 27-31).
소마토스타틴(소마토트로핀 방출 억제인자 또는 SRIF)은 14개의 아미노산 등가형(isoform)(소마토스타틴-14) 및 28개의 아미노산 등가형(isoform)(소마토스타틴-28)을 동시에 갖는다. 참고자료로 Wilson, J. & Foster, D.,Williams Texbook of Endocrinology, p. 510(제7판, 1985년)이 있다.. 상기 화합물은 성장 호르몬 분비의 억제제로서 원래 시상 하부로부터 분리되었다. 참고자료: Brazeau, 외, science 179:77(1973년). 천연 소마토스타틴은 엔도펩티다아제 및 엑소펩티다아제에 의해 급격히 활성을 상실하기 때문에 생체내 효과 지속 시간이 매우 짧다. 이 호르몬의 효과 지속 시간, 생물학적 활성 및 선택성(예를 들면, 특정 소마토스타틴 수용체에 대한)을 높이기 위해 많은 신규의 동족체(예를 들면, 펩타이드 및 비펩타이드 화합물)가 제조되었다. 그러한 소마토스타틴의 동족체를 본 명세서에서는 "소마토스타틴 작용제(somatostatin agonist)"라 부르기로 한다.
이제까지 다양한 소마토스타틴 수용체(SSTRs), 예를 들면, SSTR-1, SSTR-2, SSTR-3, SSTR-4, 및 SSTR-5 등이 분리되었다. 따라서, 소마토스타틴 작용제는 SSTR-1 작용제, 및/또는 SSTR-2 작용제, 및/또는 SSTR-3 작용제, 및/또는 SSTR-4 작용제, 및/또는 SSTR-5 작용제일 수 있다.
소마토스타틴 동족체의 항혈관형성 활성은 일부 시험관내 및 생체내 실험 모델에서 이미 예전에 입증된 바 있다(danesi, R. 외, Clinical Cancer Research 1997년, 3: 265-272; Woltering, E.A. 외, Investigational New Drug 1997년, 15:77-86). 이에 부가하여, 장기간 옥트레오타이드(octreotide) 처리가 당뇨 환자에서 심각한 증식성 망막증과 관련된 혈관신생(neovascularization)의 진행을 저하시킬 수 있었다(Mallet외, 1992년).
소마토스타틴 서브타입(들) 중 어느 것이 소마토스타틴의 항혈관형성 특성에 관련되는가를 판정함으로써 효과는 최대이고 부작용은 최소인 치료 조성물의 개발이 가능할 것이다. 그러나, 이 분야의 선행 연구로부터 얻은 결과는 5 가지 소마토스타틴 수용체 서브타입 각각이 소마토스타틴의 항혈관형성 활성에 대해 작용하는 역할에 관해 상반된 결과 및/또는 비확정적인 것이었다.
본 발명은 혈관 증식을 억제하는 약제학적 조성물 및 그의 이용 방법에 관한 것이다.
도 1은 HEMC-1 세포의 처리 프로토콜.
도 2는 태반 혈관 외식편의 처리 프로토콜.
도 3 내지 도 5는 인간 태반 혈관의 시험관내 배양세포의 현미경 사진.
도 6은 태반 외식편의 배양세포의 현미경 사진.
도 7 내지 도 16은 SMS 동족체 및 SU5416으로 처리한 배양세포의 현미경 사진.
도 17은 모세혈관 발아에서 소마토스타틴 동족체의 활성에 대한 실험 데이터.
본 발명은 대상에서 혈관 증식을 억제하는 데 유용한 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 예를 들면, 혈관형성 및 재발협착증(restenosis) 등의 혈관 증식의 치료를, 그러한 치료를 필요로 하는 환자(예: 인간과 같은 포유류)에 대해 행하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 그러한 환자에게 치료상 유효량의 소마토스타틴 타입-1 수용체(SSTR-1) 작용제(예: 소마토스타틴 타입-1 선택적 작용제)를 투여하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 평활근 증식, 내피 세포 증식 및 신혈관 발아의 억제를, 그러한 억제를 필요로 하는 환자에 대해 행하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 그러한 환자에게 치료상 유효량의 소마토스타틴 타입-1 수용체(SSTR-1) 작용제(예: 소마토스타틴 타입-1 선택적 작용제)를 투여하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의해 치료될 수 있는 임상적 징후의 예는, 비제한적으로, 자가면역 질환(예: 관절염, 피부경화증 등), 암 종양, 각막 이식 혈관신생, 당뇨성 망막증, 혈관종, 비후성 반흔, 건선을 비롯하여, 예를 들면, 혈관성형 및 동정맥 단락(AV shunt)과 같은 외과적 시술과 관련된 혈관 증식을 포함한다.
본 발명의 치료 조성물 및 방법으로 치료가 행해질 수 있는 질환의 예로는, 피부에 관련하여: 우종(wart), 육아종, 카포시 육종(Kaposi's sarcoma), 알러지성 부종, 등; 자궁 및 난소에 관련하여: 자궁내막, 기능부전성 자궁 출혈, 난포성 낭포, 등; 눈에 관련하여: 조숙아의 망막증, 맥락막 및 기타 안구내 장애, 황반 변성, 노화 관련 황반 변성, 등이다.
본 발명의 치료 조성물 및 방법으로 치료가 행해질 수 있는 질환의 추가적 예는 Folkman, J. Seminars in Medicine of the Beth Israel Hospital, Boston, Vol.333, No 26, pp.1757-1763에 제시되어 있다.
실제로 종래 기술에 잘 알려진 바와 같이, 평활근 증식, 내피 세포 증식 및/또는 신혈관 발아를 억제할 수 있는 약제가 매우 실질적인 공지된 질환 및 상태의 목록은, 비제한적으로, 다음을 포함한다: 고형 종양, 종양 변형, 예를 들면 청신경종, 신경섬유종 및 트라코마와 같은 양성 종양, 백혈병, 발열성 육아종, 심근성 혈관형성, 플라크 혈관신생, 아테롬성 동맥경화증, 관상동맥 측지, 뇌성 측지, 동정맥 변형, 허혈성 사지 혈관형성, 예를 들면 각막이식 거부반응, 오슬러-웨버(Osler-Webber) 증후군, 홍색증, 혈관신행성 녹내장, 후수정체 섬유증식, 및 당뇨성 망막증 등의 눈 및 각막 혈관형성 상태, 당뇨성 혈관신생, 상처 치유, 골절, 맥관생성, 혈액생성, 배란, 월경, 태반형성, 고양이 할퀴기병(Rocheleminalia quintosa), 궤양(소화성: 헬리코박터 파일로리), 건선(예를 들면 모세혈관확장성 건선 포함), 류머티즘성 관절염, 크론병(Crohn's disease), 장 유착, 반흔(즉, 세포 및 연결 조직을 포함하는 고밀도 조직의 형성), 비후성 반흔(즉, 켈로이드), 모세혈관 확장증; 혈우병 관절증; 혈관섬유종; 및 상처 과립화. 이들 질환 및 상태는 예를 들면 하기의 미국특허 및 국제특허 공개공보와 같은 문헌에 구체적으로 기재되어 있다: 미국특허 제6,323,228호, 제6,294,532호, 제6.288,228호, 제6.288,024호, 제6.284,726호, 제6.280,739호, 제6.265,407호, 제6.265,403호, 제6.258,812호, 제6.255,355호, 제6.255,353호, 제6.251,867호, 제6.242,481호, 제6.235,756호, 제6.235,741호, 제6.228,879호, 제6.228,871호, 제6.225,340호, 제6.214,800호, 제6.201,104호, 제6.177,401호, 제6.174,861호, 제6.150,407호, 제6.150,362호, 제6.117,862호, 제6.114,355호, 제6.090,794호, 제6.086,865호, 제6.071,948호, 제6.057,290호, 제6.057,122호, 제6.026,061호, 제6.025,353호, 제6.025,331호, 제6.024,688호, 제6.017,949호, 제5.997,868호, 제5.994,388호, 제5.994,292호, 제5.990,280호, 제5.985,878호, 제5.985,330호, 제5.981,484호, 제5.972,922호, 제5.972,896호, 제5.948,403호, 제5.932,611호, 제5.902,790호, 제5.874,081호, 제5.847,002호, 제5.843,925호, 제5.837,680호, 제5.807,731호, 제5.801,146호, 제5.766,591호, 제5.753,230호, 제5.744,492호, 제5.733,876호, 제5.721,226호, 제5.712,291호, 제5.698,586호, 제5.696,147호, 제5.677,181호, 제5.646,136호, 제5.629,340호, 제5.629,327호, 제5.610,166호, 제5.593,990호, 제5.574,026호, 제5.567,693호, 제5.567,417호, 제5.563,130호, 제5.512,550호,제5.506,208호, WO 02/02609호, WO 02/02593호, WO 02/00877호, WO 02/00690호, WO 02/00017호, WO 01/93806호, WO 01/85796호, WO 01/81579호, WO 01/81311호, WO 01/79157호, WO 01/74299호, WO 01/72699호, WO 01/72297호, WO 01/66127호, WO 01/62799호, WO 01/62725호, WO 01/59100호, WO 01/58899호, WO 01/51048호, WO 01/46110호, WO 01/45751호, WO 01/35977호, WO 01/34195호, WO 01/29085호, WO 01/28577호, WO 01/25433호, WO 01/23375호, WO 01/21831호, WO 01/19987호, WO 01/19868호, WO 01/12809호, WO 01/12226호, WO 01/12210호, WO 01/10859호, WO 01/09113호, WO 01/07057호, WO 01/04157호, WO 01/03720호, WO 01/00201호, WO 00/75124호, WO 00/73445호, WO 00/73340호, WO 00/59532호, WO 00/54770호, WO 00/54762호, WO 00/53757호, WO 00/53753호, WO 00/53752호, WO 00/52158호, WO 00/48591호, WO 00/47212호, WO 00/47193호, WO 00/43393호, WO 00/40597호, WO 00/35407호, WO 00/32221호, WO 00/32180호, WO 00/30628호, WO 00/27866호, WO 00/27415호, WO 00/27340호, WO 00/24415호, WO 00/21561호, WO 00/20577호, WO 00/20026호, WO 00/19995호, WO 00/15792호, WO 00/12089호, WO 00/10507호, WO 00/10506호, WO 00/09657호, WO 00/09495호, WO 00/05356호, WO 00/02902호, WO 00/02871호, WO 00/02585호, WO 00/01383호, WO 99/62549호, WO 99/61590호, WO 99/61432호, WO 99/60984호, WO 99/58139호, WO 99/48495호, WO 99/45909호, WO 99/37776호, WO 99/31088호, WO 99/26622호, WO 99/26480호, WO 99/23105호, WO 99/22760호, WO 99/16755호, WO 99/16465호, WO 99/14234호, WO 99/10349호, WO 99/09982호, WO 99/04806호, WO 99/04803호, WO 98/58929호, WO 98/58919호, WO98/54093호, WO 98/51326호, WO 98/41205호, WO 98/36760호, WO 98/35958호, WO 98/31688호, WO 98/19712호, WO 98/19649호, WO 98/17796호, WO 98/13071호, WO 98/12226호, WO 98/05323호, WO 98/05293호, WO 97/45137호, WO 97/41824호, WO 97/35567호, WO 97/32583호, WO 97/30085호, 및 WO 97/26258호. 상기 특허 및 특허 공개공보 각각의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참고로서 결부된다.
"소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제" 및 "소마토스타틴 타입-1 수용체 선택적 작용제"의 정의를 이하에 제시한다. 치료상 유효량은 치료되는 상태, 선택되는 투여 경로 및 사용되는 화합물의 특이적 활성에 좌우되며, 궁극적으로는 진료하는 의사 또는 수의사에 의해 결정될 것이다(예를 들면, 5 g/일 내지 5 mg/일). 한 실시예에서, 소마토스타틴 작용제는 치료되는 상태가 감퇴될 때까지 환자에게 투여된다. 다른 실시예에서는 소마토스타틴 작용제가 환자의 평생 동안 투여된다.
소마토스타틴 작용제는 치료 대상의 혈액 속에 비경구적으로, 예를 들면 정맥내에 주사될 수 있다. 그러나, 정맥내, 피하, 근육내, 복강내, 장, 경피 방식, 점액 경유 방식, 서방형 폴리머 조성물(예를 들면, 락트산 폴리머나 락트산 및 락트산 코폴리머 미세입자 또는 이식물), 프로퓨전(profusion), 코, 입 등과 같은 경로는 치료되는 상태 및 사용되는 소마토스타틴 작용제의 활성 및 생체이용률에 따라 다르다는 것을 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
소마토스타틴 작용제는 또한 신체에 이식되는 기구의 표면 상 코팅 또는 코팅 성분으로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 혈관 스텐트(vascular stent) 내 또는 그 표면에 소마토스타틴 작용제를 제공하는 것은 흔히 스텐트 삽입과 관련된 재발협착증의 치료에 유용하다.
SSTR-1 작용제는 필요에 따라, 전신적 및/또는 국소적으로 투여될 수 있다. 유착을 방지하기 위해 SSTR-1 작용제는 일반적으로 수술 시에, 바람직하게는 제어된 방출 제형으로 및/또는 배리어 기술(barrier technology)을 이용하여 적용된다.
소마토스타틴 작용제를 순수 화합물 또는 실질적으로 순수한 화합물로서 투여할 수 있지만, 약제학적 제형 또는 제제로 제공될 수도 있다. 인간 및 동물 모두에 대해 본 발명에서 사용되는 제형은 이하에서 설명되는 소마토스타틴 작용제 중 어느 하나와 그의 약제학적으로 허용가능한 담체, 그리고 선택적으로 다른 치료상 성분을 포함한다.
담체는 제제의 활성 성분과 병용 가능하고(예를 들면, 펩타이드를 안정화시킬 수 있음) 치료 대상에 해롭지 않은 점에서 "허용가능한" 것이어야 한다. 제형은 산화제 또는 펩타이드와 병용될 수 없는 것으로 알려진 다른 물질을 포함하지 않는 것이 소망스럽다. 예를 들면, 고리화(cyclized) 형태(예를 들면, 내부 시스테인 디설파이드 결합)의 소마토스타틴 작용제는 산화될 수 있으므로, 부형제로서 환원제가 존재할 경우 시스테인 디설파이드 브리지의 개방이 초래될 수 있다. 반면에, 매우 산화성인 조건은 시스테인 설폭사이드의 형성 및 트립토판의 산화를 유도할 수 있다. 따라서, 부형제를 세심하게 선택하는 것이 중요하다. pH는 또 하나의 주요 인자이므로, 제품을 약간 산성인 조건(pH 5 내지 6) 하에 완충시키는 것이 필요할 수도 있다.
제제는 단위 투여량 형태로 제공되는 것이 편리할 수 있으며 제약 분야에 잘알려진 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 모든 방법은 활성 성분(들)을 하나 이상의 부수적 성분을 구성하는 담체와 조합하는 단계를 포함한다.
일반적으로, 정제 또는 분말용 제제는 활성 성분을 잘개 나눈 고형 담체와 함께 균일하고 긴밀하게 혼합함으로써 제조되며, 이어서 필요하다면 정제의 경우와 같이 제품을 원하는 형상과 크기로 성형한다.
반면에, 비경구(예를 들면, 정맥내) 투여에 적합한 제제는 활성 성분(들)의 무균 수용액을 포함하는 것이 편리하다. 상기 용액은 치료 대상의 혈액과 등장성(isotonic)인 것이 바람직하다. 그러한 제제는 고형 활성 성분(들)을 물에 용해하여 수용액으로 만들고, 그 용액을 무균화함으로써 편리하게 제조될 수 있다. 제제는, 예를 들면, 밀봉된 앰플 또는 바이얼과 같은 단일 또는 다중 투여량 용기 내에 제공될 수 있다.
서방형 비경구 투여에 적합한 제제(예를 들면 락트산 또는 글리콜산 잔기를 함유하는 폴리에스테르와 같은 생분해성 폴리머 제형)는 이미 공지되어 있다. 참고자료 예로는 미국특허 제3,773,919호, 제4,767,628호 및 PCT 공개공보 WO 94/15587호 등이다.
또한, 약제학적 활성 화합물을 포함할 수 있는 수술용 스텐트의 코팅 및/또는 외과용 치료에 이용되는 방법 및 제제도 이미 공지되어 있다. 참고자료 예로는 미국특허 제6,214,115호, 제6,083,257호, PCT 공개공보 WO 01/01957호 및 WO 00/02599호 등이다.
소마토스타틴 또는 소마토스타틴 작용제는 또한 피브레이트(예를 들면, 벤자피브레이트, 젬피브로질 및 클로피브레이트), HMG-COA 환원효소 억제제(예를 들면, 프라바스타틴, 심바스타틴, 플루오라스타틴, 아토르바스타틴 및 로바스타틴), 담즙산 결합 수지(예를 들면 콜레스티르아민 및 콜레스티폴), 니코틴산 화합물(예를 들면, 니코틴산 및 니세리트롤) 및 어유(fish oil)와 같은, 트리글리세라이드, 콜레스테롤 또는 글리세롤의 혈중농도를 저하시킬 수 있는 다른 화합물과 함께 투여할 수 있다. 참고자료로 Workshop Treatment of Hyperlipidemia 1996-2(Lakemedelsverket, Uppsala, Sweden, 1996년)이 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명 및 청구의 범위로부터 명백할 것이다.
당업자는 본 명세서에 의거하여 본 발명을 최대한 활용할 수 있을 것으로 믿어진다. 따라서, 이하에 제시되는 구체적 실시예는 단지 예시적인 것이며, 결코 본 발명의 나머지 부분을 한정하는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 분야의 통상적 기술을 가진 자에게 공통적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본 명세서에서 언급되는 출판물, 특허 출원, 특허, 기타 참고자료 등은 참고로서 결부된다.
소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제(즉, SSTR-1 작용제)란 (1) SSTR-1(예를 들면 이하에 기재되는 수용체 결합 분석에 의해 정의되는 것)에 대한 결합 친화성이 높은 화합물(예를 들면, Ki가 1000 nM 미만, 또는 바람직하게는 100 nM 미만 또는 10 nM 미만) 및 (2) 혈관 증식의 속도 또는 범위를 감소시키는 화합물(예를 들면 이하에 기재되는 생물학적 분석에 의해 나타나는 바와 같음)을 의미한다.
소마토스타틴 타입-1 수용체 선택적 작용제란 (1) SSTR-2, SSTR-3, SSTR-4 및 SSTR-5 중 어느 것에 대한 것보다 SSTR-1에 대한 결합 친화성(즉, Ki)이 높고(예를 들면 이하에 기재되는 수용체 결합 분석에 의해 정의되는 것), 또한 (2) 혈관 증식의 속도 또는 범위를 감소시키는(예를 들면 이하에 기재되는 생물학적 분석에 의해 나타나는 바와 같음) 소마토스타틴 작용제를 의미한다.
한 실시예에서, 소마토스타틴 타입-1 수용체 선택적 작용제는 또한 SSTR-1 작용제이다.
소마토스타틴 작용제의 예는 식에 의해 표기되는 것, 또는 참고로서 본 명세서에 결합되는 이하에 제시하는 출판물에 구체적으로 인용되는 것들이다.
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유럽특허출원 제0 363 589 A2호(1990);
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미국특허 제6,262,229호
미국특허 제6,197,963호
미국특허 제6,159,941호
미국특허 제6,127,343호
미국특허 제6,083,960호
미국특허 제6,020,349호
미국특허 제5,552,534호
미국특허 제5,817,879호
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미국특허 제4,684,620호(1987);
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미국특허 제4,603,120호(1986);
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유럽특허출원 제0 203 031 A2호(1986);
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영국특허출원 제GB 2,095,261호(1981); 및
프랑스특허출원 제FR 2,522,655호(1983).
SSTR-1 선택적 소마토스타틴 작용제의 예로는, 비제한적으로, 상기 인용한 참고자료에 제시되어 있는 하기 소마토스타틴 동족체가 포함된다:
H-Cys-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Cys-NH2;
H-D-Phe-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Thr-NH2;
H-Cys-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Ser-Phe-Cys-NH2;
H-Cys-Phe-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Cys-NH2;
H-Cys-Phe-Tyr(l)-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Cys-NH2;
및 Caeg-c(D-Cys-Pal-D-Trp-Lys-D-Cys)-Thr(Bzl)-Tyr-NH2, 여기서 "Caeg"의 구조는 다음 식과 같다:
본 명세서에 제시되는 모든 소마토스타틴 작용제에 대하여, 아미노산 잔기 각각은 -NH-C(R)H-CO-의 구조를 나타내며, 여기서 R은 측쇄(예를 들면, Ala에 대해서는 CH3)임을 주목해야 한다. 아미노산 잔기들 사이의 선은 당해 아미노산을 결합시키는 펩타이드 결합을 나타낸다. 또한, 아미노산 잔기가 광학적 활성을 가지는 경우, D-형이 명시적으로 지정되지 않는 한 의도되는 것은 L-형이다. 이황화물(disulfide) 결합(예를 들면 디설파이드 브리지)이 Cys 잔기의 2개의 유리된 티올 사이에 존재하지만, 예시되어 있지는 않다.
소마토스타틴 작용제의 합성
소마토스타틴 작용제를 합성하는 방법은 문헌에 잘 나와 있으며 당업자의 능력 범위 내에 있다. 예를 들면, 앞에 기재된 H-D-Phe-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Thr-NH2의 합성은 유럽특허출원 제0 395 417 A1호의 실시예 1에 제시된 프로토콜에 따라 이루어질 수 있다. 치환된 N-말단을 갖는 소마토스타틴 작용제의 합성은, 예를 들면, PCT 공개공보 WO 88/02756호, 유럽특허출원 제0 329 295호 및 PCT 공개공보 WO 94/04752호에 제시된 프로토콜에 따라 이루어질 수 있다.
소마토스타틴 수용체 결합 분석
인간의 SSTR-1, SSTR-2, SSTR-3, SSTR-4 및 SSTR-5 cDNA 클론은 문헌에 발표되었고[SSTR-1 및 SSTR-2는 Yamada, Y. 외, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:251-255(1992); SSTR-3는 Yamada 외, Mol. Endocrinol. 6:2136-2142(1993); 및 SSTR-4 및 SSTR-5는 Yamada 외, Biochem. biophys. Res. Commun. 195:844-852(1993)], 또한 American Type culture collection(ATCC, 미국 매릴랜드주 록빌 소재)[ATCC 번호 79044(SSTR-1), 79046(SSTR-2) 및 79048(SSTR-3)]로부터 입수할 수 있다. 제한 엔도뉴클레아제 지도(restriction endonuclease map)에 기초하여, SSTR cDNA 각각의 모든 코딩 영역은 적합한 제한 엔도뉴클레아제 소화에 의해 절제될 수 있다(Maniatis, T. 외,Molecular Cloning-A Laboratory Nanual, CSHL, 1982년). 제한 엔도뉴클레아제는 New England Biolabs(미국 매사추세츠주 베벌리 소재)로부터 입수할 수 있다. 표준 분자 생물학적 기술(참고자료 예: Maniatis, T. 외, Molecular Cloning-A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, 1982년)을 이용하여 발현 플라스미드인 pCMV-인간 SSTR-1 내지 pCMV-인간 SSTR-5를 생성하도록 상기 cDNA 단편은 포유류 발현 벡터인 pCMV에 삽입되었다(Russel, D. 외, J. Biol. Chem., 264:8222-8229, 1989년). 다른 포유류 발현 벡터로는 pcDNA1/Amp(Invitrogen, 미국 캘리포니아주 샌들시 소재)가 포함된다. 발현 플라스미드는 적합한 세균성 숙주인 E. Coli HB101(Stratagene, 미국 캘리포니아주 라 홀라 소재)애 도입되었고, 트랜스펙션을 위한 플라스미드 DNA는 염화세슘 구배(gradient) 상에 제작되었다.
CHO-K1(중국산 햄스터의 난소) 세포는 ATCC(ATCC 번호 CCL 61)로부터 얻었다. 상기 세포는 표준 조직 배양 조건 하에 태아 소 혈청 10%로 보충한 Ham's F12 배지(Gibco BRL, 미국 뉴욕주 그랜드 아일랜드 소재)에서 성장 및 유지되었다. 트랜스펙션을 위해, 상기 세포를 1×106/60-cm 플레이트의 밀도로 시딩(seeding)하였다(Baxter Scientific Products, 미국 일리노이주 맥그루 파크 소재). 인산칼슘 공침법을 이용하여 DNA 중개 트랜스펙션을 실행하였다(Ausubel, F.M. 외, Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, 1987년). 플라스미드 pRSV-neo(ATCC; ATCC 번호 37198)를 선택 가능한 표지(marker)로서 발현 플라스미드 농도의 1/10 농도로 포함시켰다. 트랜스펙션된 DNA를 안정하게 유전받은 CHO-K1 클론 세포주를 태아 소 혈청 10% 및 G418(Sigma) 0.5 mg/ml를 함유하는 Ham's F12 배지에서의 성장을 위해 선택하였다. 상기 세포는 링-클로닝(ring-cloning)시키고 분석을 위해 동일 배지에서 확장시켰다.
인간 SSTR-1 내지 SSTR-5 수용체의 발현을 상기 세포로부터 제작된 총 RNA의 노던 블롯 분석(Sambrook, J.E. 외, Molecular Cloning-A Laboratory Manual, Ed.2, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY, 1989년), 및 리간드로서 (125I-Tyr11)소마토스타틴-14를 이용하는 수용체 결합에 의해 검출하였다. 인간 SSTR 수용체를 발현하는 트랜스펙션된 세포주를 배양액 중에서 클론 방식으로 확장시키고 다음과 같은 SSTR 결합 프로토콜에 이용하였다.
얼음 냉각된 50 mM Tris-HCl 20 ml 중에서 트랜스펙션된 세포를 POLYTRON 호모게나이저로 균질화(setting 6, 15초)시킴으로써 크루드 멤브레인(crude membrane)을 준비하였다. 완충액을 첨가하여 최종 체적 40 ml를 얻고, 균질화체를 Sorval SS-34 로터(rotor)로 0-4℃에서 10분간 39,000 g으로 원심분리하였다. 얻어진 상청액을 따라 내어 제거했다. 상기 펠릿을 얼음 냉각된 완충액 내에서 재균질화하고, 희석하고, 상기와 같이 원심분리하였다. 최종 펠릿을 10 mM Tris HCl 중에 재현탁시키고 수용체 결합 분석을 위해 얼음 냉각 상태로 유지했다.
멤브레인 제조의 분취량을 여러 농도(예; 10-11내지 10-6)의 테스트 소마토스타틴 작용제, 10 mg/ml 소 혈청 알부민(분획 V)(Sigma Chemical Co., 미국 미주리주 세인트 루이스 소재), MgCl2(5 mM), Trasylol(200 KIU ml), 바시트라신(0.02 mg/ml) 및 페닐메틸설포닐 플루오라이드(0.02 mg/ml)를 함유하는 50 mM HEPES(pH 7.4) 중에서 0.05 nM (125I-Tyr11)소마토스타틴-14(2000 Ci/mmol; Amersham Corp., 미국 일리노이주 알링턴 하이츠 소재)와 함께 30℃에서 30분간 배양하였다. 최종 분석 체적은 0.3 ml였다. 배양은 Brandel 여과 매니폴드를 사용하는 GF/C 필터(0.3% 폴리에틸렌이민 중에 30분간 예비 침윤시킴)를 통해 급속 여과함으로써 종결시켰다. 이어서 튜브 및 필터는 각각 얼음 냉각된 완충액 분취량 5 ml로 3회 세척하였다. 특이적 결합의 정의는 결합된 (125I-Tyr11)SRIF-14 총량에서 1000 nM 존재 하에 결합된 양을 뺀 것으로 하였다. 소마토스타틴 작용제에 대한 Ki 값은 다음 식을 이용하여 계산된다: Ki = IC50/ (1+(LC/LEC)), 여기서 IC50은 라디오리간드(radioligand) (125I-Tyr11)소마토스타틴-14의 특이적 결합을 50% 억제하는 데 필요한 테스트 소마토스타틴 작용제의 농도이고, LC는 라디오리간드(0.05 nM)의 농도이고, LEC는 라디오리간드(0.16 nM)의 평형 해리상수이다.
증식 및 모세혈관 형성의 억제
소마토스타틴 동족체에 의해 야기되는, 내피 세포에 대한 항증식 효과와, 내피 세포의 증식 및 모세혈관 형성의 억제를 조사하기 위해, 2개의 상이한 인간 시험관내 모델을 실행하였다. 이들 모델에 의해 2차원 내피 세포층 및 생체내 모세혈관 발생을 모방한 세포외 매트릭스에서의 3차원 내피 세포 성장에 대한 소마토스타틴 동족체의 효과의 연구가 가능하였다. 또한, 이들 분석에 의해 항맥관형성 치료(antiangiogenic therapy)에 대한 가능한 만성 임상적 접근과 유사하게 인간 조직에 대한 매우 장기간에 걸친 치료(각각 72시간 및 28일)가 가능하였다.
재료 및 방법
재료
재조합 인간 상피 성장인자(epidermal growth factor; EGF) 및 재조합 혈관내피 성장인자(vascular endothelial growth factor; VEGF)는 PeproTechEC LTD(영국 런던 소재)로부터 입수하였다. EGF 및 VEGF는 데이터 시트의 정보에 따라 무균 증류수 중에서 100 ㎍/ml의 농도로 재구성하였다.
세포 배양 배지 199 및 페놀 레드가 없는 배지 199를 Gibco BRL(영국 프레이슬리 소재)로부터 구입하였다. 돼지 피부 보충물 유래의 A형 젤라틴 및 이 섹션에수록되지 않은 모든 기타 화합물은 Sigma chemical Co.(미국 미주리주 세인트 루이스 소재)로부터 얻었다. 세포 배양용 플라스틱은 Costar사(미국 매사추세츠주 캠브리지 소재)가 공급하였다.
소마토스타틴-14, BIM-23014C, BIM-23120C, BIM-23190C, BIM-23197C, BIM-23206C, BIM-23268C 및 BIM-23926C(이들 각각의 입수처: Biomeasure, Incorporated, 미국 매사추세츠주 밀포드 소재)를 지방산 제거 소 혈청 알부민(BSA) 0.1%를 함유하는 0.01 N 아세트산의 보존 용액 중에 용해시키고 -80℃로 저장하였다.
다양한 소마토스타틴 수용체에 대한 전술한 화합물의 상대적 친화성은 다음과 같이 요약될 수 있다:
화합물 SSTR-1 SSTR-2 SSTR-3 SSTR-4 SSTR-5
소마토스타틴-14 매우 높음 매우 높음 매우 높음 매우 높음 매우 높음
BIM-23014C 매우 낮음 매우 높음 낮음 매우 낮음 높음
BIM-23120C 매우 낮음 매우 높음 매우 낮음 매우 낮음 낮음
BIM-23190C 매우 낮음 매우 높음 낮음 매우 낮음 높음
BIM-23197C 매우 낮음 매우 높음 약간 높음 매우 낮음 높음
BIM-23206C 매우 낮음 낮음 매우 낮음 매우 낮음 매우 높음
BIM-23268C 높음 약간 높음 높음 약간 높음 매우 높음
BIM-23745C 보통 매우 낮음 매우 낮음 매우 낮음 매우 낮음
BIM-23926C 매우 높음 매우 낮음 매우 낮음 매우 낮음 매우 낮음
SU5416, 즉 3-((2,4-디메틸피롤-5-일)메틸리데닐)-2-인돌리논은 Sugen Inc.(미국 캘리포니아주 샌프란시스코 소재)로부터 제공되었다.
세포 배양 조건
Ades 등에 의한 문헌(Journal of Investigative dermatology 1992년,99:683-690)에 특징이 발표된 세포불멸화(immortalized) 인간 미세혈관 내피 세포주 HMEC-1를 열처리 불활성화시킨 태아 소 혈청(FBS), 페니실린(50 IU/ml) 및 하이드로코르티손(100 ㎍/ml)이 보충된 배지 199에 유지시켰다. 세포는 75 ㎠ 젤라틴 코팅된 조직 배양 플라스크에서 상용의 방법으로 성장시키고 37℃에서 5% CO2의 가습 분위기 중에 유지시켰다. 세포가 장기 성장기에 있을 때, 그 세포를 0.25% 트립신-0.03% EDTA의 용액을 사용하여 수확하고 모든 실험에 사용하기 위해 전술한 배양 조건 하에 유지시켰다.
세포독성 분석
96-웰 젤라틴 코팅된 무균 플라스틱판에 평판 배양된 HEMC-1 세포(5×103세포/웰)의 단일 세포 현탁액(single-cell suspension)에 대해 시험관내 화학적 민감성 시험을 행했다. 처리 프로토콜(도 1)의 설계는 24시간 후에 10-10∼10-6M 소마토스타틴-14 및 소마토스타틴 동족체, 포지티브 대조군 또는 매개체(vehicle)로서 SU5416 10-6M + VEGF 10 ng/ml가 첨가되도록 이루어졌다(상세 사항은 도 1 참조). 상기 처리는 각각의 펩타이드가 최소한 9개 웰에 의해 나타나도록 시간계획을 설정하였다. 실험의 종료 시점에서 인산염 완충 식염수(PBS)로 세포를 세정하고 트립신/EDTA로 수확한 후 혈구계(hemocytometer)로 카운트하였다. 결과를 대조군에 대한 세포 증식의 퍼센트로 나타내고, 3회의 별도 실험 ± S.E. 3회 반복의 평균치를 구했다.
인간 태반 혈관의 시험관내 배양물
이하에 상세히 기재하는 인간 태반 외식편의 실험 모델의 이용은 Ethics committer of Pisa University Hospital에 의해 인증 받았다(Protocol n. 005567).
Brown 외(Laboratory Investigation 1996년, 75: 539-555)에 의해 기술된 실험 절차를 따르고 본 연구에서 변형하였다. 자연분만 직후에 무균 환경에서 태반을 채취하고, 직경이 약 1 내지 1.5 m이고 길이가 약 1 내지 5 cm인 표면 혈관을 절제했다. 혈관 외식편을 2.5 mg/ml의 암포테리신 B 및 50 ㎍/ml의 겐타마이신을 함유하는 인산염 완충 식염수 용액 중에 넣고 약 1 mm 단편으로 절단했다. 24-웰 배양 플레이트에서 배양을 행하였다; 페놀 레드 없는 배지(Medium) 199 중에 피브리노겐 3 mg/ml의 용액 0.5 ml/웰을 각각의 웰에 첨가하고, 이어서 트롬빈 15 ㎕(0.15 M NaCl 중에 50 NIH U/ml)를 신속히 가했다. 혈관 외식편을 웰 중앙에 급히 위치시키고, 추가 첨가량 15 ㎕의 트롬빈과 함께 0.5 mg/웰의 피브리노겐 용액으로 덮어 모두가 2개의 클로트(clot) 사이에 동일한 레벨로 현탁되도록 하였다. 겔 형성 후, 10%의 가열하여 활성을 없앤 FBS, 0.1%의 ε-아미노카프로산, L-글루타민(2 mM), 및 항생제(스트렙토마이신 50 ㎍/ml, 페니실린 50 IU/ml 및 암포테리신 B 2.5 mg/ml)가 보충된 페놀 레드 없는 배지 199를 웰당 1 ml로 첨가했다. 37℃, 95% 공기/5% CO2의 가습 분위기 하에 28일 동안 혈관을 배양하되, 2일만에 한 번씩 10-10∼10-6M 소마토스타틴-14, 소마토스타틴 동족체, 및 SU5416 10-6M 또는 매개체로 처리했다(도 2). 28일째에 혈관 외식편을 Leitz MD IL 위상차현미경(Leica, 스위스 헤르브룩 소재)으로 촬영하여 화상 분석을 행했다.
화상 분석
Bocci 등이 제시한 화상 분석 절차(Cancer Chemotherapy Pharmacology 1999, 43: 205-212)를 본 발명의 연구용으로 채택하였다. 간단히 설명하면, 태반 단편 분석으로부터 얻은 사진을 칼라 비디오 카메라 TK-1280E(JVC, 일본 도쿄 소재) 및 마이크로컴퓨터 프로세서를 이용하여 512×512 화소 매트릭스로 디지털화 하였다. 디지털화된 그림을 고해상 칼라 디스플레이 상에서 영상화하였다. 쌍방향 조정, 화상의 정량화 및 데이터 수집을 위해 트루 칼라(true color) 화상 분석 소프트웨어 패키지 KS 300 v.1.2(Kontron Elektronik GmbH, 독일 Eching 소재)를 가동하였다. 치수를 알고 있는 시료를 이용하여 기하학적 캘리브레이션을 행하고, 0-255 범위인 화상의 밀도를 측정하기 위해 그레이 스케일(gray-scale) 분석을 행하였는데, 여기서 0은 블랙(혈관 발아의 존재)이고, 255는 화이트(혈관 발아의 부재)이다. 태반 혈관 외식편의 섬유소 배양에서 발아 면적의 평균 그레이 레벨을 측정하고 발아 지수(sprouting index; SI)는 다음과 같이 정의하였다:
발아 지수 = ((발아 면적/발아 면적의 평균 그레이 레벨)/(외식편의 둘레)×100
결과는 대조군에 대한 발아 지수 +/-S.E의 퍼센트로 표현된다.
결과
세포독성 분석
모든 결과를 표 1에 나타낸다. 상기 연구 농도에서의 모든 소마토스타틴 동족체는 불멸화시킨 인간 미세혈관 내피 HMEC-1 세포 상에 항증식 작용을 나타냈으며, 10-7∼10-8M에서 그 최대 효과를 나타냈다. 특이적 VEGF-수용체 억제제인 SU5416 10-6M의 포지티브 대조군은 56.2%의 세포 성장 차단을 가져왔다.
인간 태반 혈관의 시험관내 배양
섬유소(fibrin) 매트릭스 내에서 발아하는 외식편은 태반 단편 주위의 다수의 미세혈관을 특징으로 하였다. 혈관 세포는 연속적인 리모델링이 이루어지는 미세혈관을 형성하도록 방사상으로 조직되었다(도 3). 3차원적 미세혈관 네트워크는 제3주 내지 제4주 동안에 최대 성장을 이루었고 외식 후 27일째에 안정기에 도달하였다. 조직학적으로, 섬유소 겔에서 폰 빌레브란트 인자(von Willebrand factor)(도 4)에 대해 면역반응성인 내피 세포의 미세한 하부구조가 관찰되었다(도 5). 대부분의 경우에 미세혈관은 초기 관강(lumen)을 나타냈고; 그 외의 경우에 관강은 없고 내피 세포만 관찰되었다(도 5).
배양 첫 날의 태반 외식편의 현미경 사진을 도 6(A)에 나타낸다(막대 길이: 2 mm); 태반 배양된 혈관 단편으로부터의 내피 세포 증식물(outgrowth)의 출현은 배양 후 약 6일째에 관찰되었다[SI=0.055±0.004(mm/평균 그레이)×100; 도 6(D)].
모세혈관 발아에 대한 소마토스타틴 동족체의 활성에 관한 실험적 데이터를 표 II에 종합하였다. SMS 동족체 및 SU5416으로 처리한 배양물을 도 7 내지 도 16에 제시하였는데, 최대 효과가 그림에 나타나 있다. BIM-23926C 및 BIM-23745C가 장기간 처리에서 강한 억제 특성을 나타냈다; 즉, 그것들이 나타낸 결과는, 처리되지 않은 대조군에 비해서, 각각 10-7M에서 SI가 17.18±11.8%, 10-8M에서 SI가 42.84±5.6%였다. 포지티브 대조군인 SU5416이 나타낸 결과는 농도 10-6M에서 SI가 32.92±9.7%였다.
기타 실시예
이상의 설명은 본 발명의 특정한 실시예들에 한정되었다. 그러나, 본 발명의 이점 중 일부 또는 모두를 달성하는 가운데 본 발명에 대한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 그러한 실시예도 이어지는 청구의 범위 내에 포함된다.

Claims (16)

  1. 환자의 혈관 증식(vascular proliferation)을 치료하는 방법으로서,
    상기 환자에게 치료학적 유효량의 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제(somatostatin type-1 receptor agonist)를 투여하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제가 소마토스타틴 타입-1 수용체에 대해 5 nM 미만의 Ki를 갖는 혈관 증식 치료 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제가 소마토스타틴 타입-1 수용체 선택적 작용제인 혈관 증식 치료 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 선택적 작용제가 가지는 타입-1 소마토스타틴 수용체에 대한 Ki가 소마토스타틴 타입-2, 타입-3, 타입-4 및 타입-5 수용체 각각에 대한 Ki보다 최소한 10분의 1 미만인 혈관 증식 치료 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제가 하기 물질 또는 이들의 약제학적으로 허용가능한 염인 혈관 증식 치료 방법:
    H-Cys-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Cys-NH2;
    H-D-Phe-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Thr-NH2;
    H-Cys-Phe-Phe-D-Trp-Lys-Ser-Phe-Cys-NH2;
    H-Cys-Phe-Tyr-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Cys-NH2;
    H-Cys-Phe-Tyr(l)-D-Trp-Lys-Thr-Phe-Cys-NH2;
    ;
    Caeg-c(D-Cys-Pal-D-Trp-Lys-D-Cys)-Thr(Bzl)-Tyr-NH2; 또는
    3-((2,4-디메틸피롤-5-일)메틸리데닐)-2-인돌리논.
  6. 제5항에 있어서,
    하기 식에 따른 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염의 치료학적 유효량을 투여하는 단계를 포함하는 혈관 증식 치료 방법:
    Caeg-c(D-Cys-Pal-D-Trp-Lys-D-Cys)-Thr(Bzl)-Tyr-NH2.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 혈관형성, 재발협착증, 내피 세포 증식, 평활근 증식 또는 신혈관 발아를 포함하는 혈관 증식 치료 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 자가면역 질환, 관절염, 경피증, 암성 종양, 각막 이식 혈관신생, 당뇨성 망막증, 혈관종, 비후성 반흔 또는 건선을 포함하는 질병 또는 상태에서 발생되는 혈관 증식 치료 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 혈관성형 또는 동정맥 단락(AV shunt)에 부수적이거나 또는 관련되는 혈관 증식 치료 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 우종(wart), 육아종, 카포시 육종(Kaposi's sarcoma), 또는 알러지성 부종을 포함하는 질병 또는 상태에서 발생되는 혈관 증식 치료 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 자궁내막증, 기능부전성 혈뇨, 또는 난포성 낭포를 포함하는 질병 또는 상태에서 발생되는 혈관 증식 치료 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 조숙성 망막증, 맥락막증, 황반 변성(macular degeneration) 또는 노화 관련 황반 변성을 포함하는 질병 또는 상태에서 발생되는 혈관 증식 치료 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 혈관 증식이 고형 종양, 종양 변형, 양성 종양, 청신경종, 신경섬유종, 트라코마, 백혈병, 발열성 육아종, 심근성 혈관형성, 플라크 혈관신생, 아테롬성 동맥경화증, 관상동맥 측지, 뇌성 측지, 동정맥 변형, 허혈성 사지 혈관형성, 각막이식 거부반응, 오슬러-웨버(Osler-Webber) 증후군, 홍색증, 혈관신행성 녹내장, 후수정체 섬유증식, 당뇨성 망막증, 당뇨성 혈관신생, 골절, 맥관생성, 혈액생성, 배란, 월경, 태반형성, 고양이 할퀴기병(Rochele minalia quintosa), 소화성 궤양, 헬리코박터 파일로리(Helicobacter pylori) 관련 궤양, 건선, 모세혈관확장성 건선, 류머티즘성 관절염, 크론병(Crohn's disease), 장 유착, 반흔, 비후성 반흔, 켈로이드, 모세혈관확장증; 혈우병 관절증, 혈관섬유종, 또는 상처 과립화를 포함하는 질병 또는 상태에서 발생되는 혈관 증식 치료 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제가 혈관 스텐트(stent) 상 또는 혈관 스텐트 내에 배분되는 혈관 증식 치료 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제가 서방형 제제의 성분으로서 제공되는 혈관 증식 치료 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 소마토스타틴 타입-1 수용체 작용제가 폴리머계 조성물의 성분으로서 제공되는 혈관 증식 치료 방법.
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