KR20070066947A - 암의 화학치료요법 - Google Patents

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Abstract

암의 치료가 필요한 대상체에게 유효량의 화학치료요법제 및 유효량의 하기 화학식의 화합물을 투여하는 단계를 포함하는 암치료 방법:
Figure 112006095005627-PAT00001
식 중에서
A는 H 또는
Figure 112006095005627-PAT00002
이고;
Ar1, Ar2, 및 Ar3 각각은 독립적으로 페닐, 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 피리디닐, 또는 피리미디닐이고;
R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6 각각은 독립적으로 R, 니트로, 할로겐, C(O)OR, C(O)SR, C(O)NRR' (CH2)mOR, (CH2)mSR, (CH2)mNRR', (CH2)mCN, (CH2)mC(O)OR, (CH2)mCHO, (CH2)mCH=NOR, (CH2)mC(O)N(OR)R', N(OR)R'이고, 또는 R1 및 R2는 함께, R3 및 R4 는 함께, 또는 R5 및 R6 는 함께 O(CH2)mO 이며, 여기에서, R 및 R' 각각은 독립적으로 H 또는 C1~C6 알킬이고; m은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이고, n은 0, 1, 2, 또는 3이다.
암, 화학치료요법, 세포주기, 세포사멸

Description

암의 화학치료요법 {CANCER CHEMOTHERAPY}
도 1은 화합물 1 (YC-1), ATRA, 화합물 1 및 ATRA의 조합이 투여되거나 또는 투여되지 않은 BALB/c 및 WEHI-3/BALB/c 마우스의 지라 (A) 및 간(B) 중량의 변화를 보여준다(n=8). 상기 결과는 평균 ± S.D.로 나타내었으며, 그룹간의 차이는 원웨이 ANOVA를 사용하여 테스트하였다. WEHI-3B/BALB/c 마우스 및 다양한 처리에 대한 수치간의 유의적 차이는 * p〈 0.05이다.
도 2는 대조군마우스 (A), WEHI-3/BALB/c 백혈병 마우스 (B), 화합물 1로 처리된 백혈병 마우스 (C), ATRA로 처리된 백혈병 마우스 (D), ATRA 및 화합물 1의 조합으로 처리된 백혈병 마우스(E) 지라의 파라핀 절편의 헤마톡실린 및 에오신 염색 결과를 보여준다. 처리 14일 후에, 처리된 마우스를 희생시켰다. 지라를 4% 포름알데하이드로 고정하고, 파라핀에 포매하였다. 지라 절편을 헤마톡실린 및 에오신으로 염색하였다 (R: 적색속질; W: 백색속질; ↓: 침투한 미성숙 골수모백혈구).
도 3은 화합물 1, ATRA, 및 ATRA와 화합물 1의 조합의 WEHI-3 세포의 분화 및 세포사멸에 대한 효과를 보여준다. (A) TUNEL/DAPI 염색으로 관찰한 핵의 형태적 변화, (B) NBT 감소 및 TUNEL 염색. 모든 처리 전, 24시간 동안 배양된, 화합물 1, ATRA, 화합물 1 및 ATRA의 조합으로 처리된 WEHI-3 세포를 TUNEL/DAPI로 염 색한 후 현미경으로 관찰하였다 (X400). 결과는 평균 ± S.D.로 나타내었다.
도 4는 화합물 1에 의해 유도된 WEHI-3 세포에서의 세포사멸 효과를 (A)DNA 분절화 및 (B) 캐스페이즈-3 활성으로 관찰한 결과이다. DNA 분절화의 경우, DNA 추출물을 1.5 % 아가로스 젤에서 전기영동 하였다. 캐스페이즈-3 억제제의 YC- 유도된 캐스페이즈-3 활성에 대한 효과의 경우, 세포를 캐스페이즈-3 억제제, Z-DEVE-FMK로 1시간 동안 전처리한 후, 5 μM의 화합물 1로 자극하였다. 결과는 평균 ± S.D.로 나타내었고, 그룹간의 차이는 원웨이 ANOVA로 테스트하였다. 0 시간째와 다양한 시간 동안 처리된 그룹간의 수치의 유의적 차이는 * p〈 0.001이다.
본 발명은 암의 화학치료요법의 효능을 향상시킬 수 있는 방법 및 조성물에 관한 것이다.
암은 치사율이 높은 질환으로서, 과다한 세포분열로 인한 악성 조직 덩어리가 있는 것이 특징이다. 암세포는 통상의 세포 성장 조절시스템을 피하여 다른 세포가 자라야할 영역을 침범하여 자리를 잡고 성장한다. 암은 외과적 수술, 방사선 요법, 화학치료요법, 호르몬 요법 등으로 치료될 수 있다.
화학치료요법은 항암제(또는 세포독성제)를 사용하여 암세포를 억제 또는 파괴하는 것이다. 이 방법은 세포 성장 주기 중 특정 부분을 표적으로 하여 암세포 성장을 억제한다. 현재, 50가지가 넘는 화학치료요법제가 사용이 허가되어 임 상에 사용되고 있으며, 수백 개도 넘는 약물이 개발 중에 있다. 화학치료요법제는 다양한 기전을 통하여 암세포의 추가 성장을 멈추게 한다. 대부분의 화학치료요법제는 암세포가 세포성장 및 분열에 있어서 보다 활발하다는 사실에 착안하여 이를 치료에 이용한 것이다. 이러한 이유로, 세포 주기 또는 세포 분열과정을 방해하는 약물이 선택적으로 암세포 성장을 억제하게 되는 것이다.
예를 들면, 독소루비신(아드리아마이신, 루벡스, 또는 독실)은 삽입(intercalation) 및 효소억제를 통하여 암세포에 작용하는 안트라사이클린 항생제이다. 삽입제로서, 상기 약물은 DNA에 끼어들어가 DNA가 복제 및 전사를 하지 못하게 한다. 효소 억제제로서, 상기 약물은 토포아이소머레이즈 타입 II를 억제하여 DNA 절단을 야기한다. 활발하게 분열하는 암세포는 DNA 합성 및 복제를 필요로 하기 때문에, 독소루비신은 정상의 세포보다는 이러한 활발하게 분열하는 세포(즉, 암세포)에 더 많은 타격을 가한다. 독소루비신의 작용은 보편적인 기전을 기반으로 하는 것이기 때문에, 광범위한 종류의 암의 치료에 유용하다.
파클리탁셀(탁솔) 또는 그 유사체(예컨대 도세탁셀 (탁소테르))는 튜블린의 중합화를 촉진하여, 세포 분열 및 활발한 세포분열 간기 과정에 필요한 정상적인 마이크로튜블 시스템(dynamics)을 와해함으로써 세포를 죽음에 이르게 한다.
비타민 A 대사산물인 레티노산(RA)은 발생, 세포증식 및 분화와 암성장 및 침투에 지대한 영향을 미친다. 세포증식 및 이동에 미치는 RA의 광범위한 영향은 이들이 많은 유형의 암에 대하여 유용한 화학치료요법제로 작용할 수 있음을 나타내는 것이다. 예를 들면, 모든 트랜스 레티노산 (ATRA)은 예컨대 급성 전골수구 백혈병 (APL)과 같은 다양한 백혈병의 "분화치료법"에 성공적으로 사용되어왔다. ATRA는 레티노이드 수용체(RAR)를 활성화시켜 전골수세포의 분화(성숙)를 야기하여, 이러한 세포의 증식을 방해한다.
시간이 지남에 따라, 비록 화학치료요법의 효능이 상당히 향상되고 부작용도 감소된 것은 사실이나, 암의 화학치료요법제의 전반적 치료율은 여전히 낮으며 만족할 수준은 전혀 아니다. 따라서, 보다 효과적인 화학치료요법제의 개발이 필요하다.
본 발명은 특정의 융합된 피라졸일 화합물이 화학치료요법제와 함께 사용되어 상승효과를 나타낸다는 놀라운 발견을 기초로 하는 것이다. 이러한 상승적 효과는 상이한 기전에 의해 작용하는 화학치료요법제와 사용하여 관찰된다. 따라서, 본 발명의 융합된 피라졸일 화합물은 예컨대 파클리탁셀, 독소루비신, 또는 레티노산과 같은 기타 화학치료요법제와 함께 일반적으로 사용되어 화학치료요법제의 효능을 향상시키거나/시키고 화학치료요법제의 부작용을 최소화할 수 있다.
한 양태에서, 본 발명은 암치료 방법에 관한 것이다. 본 방법은 암의 치료가 필요한 대상체에게 유효한 양의 화학치료요법제 (e.g., 파클리탁셀, 독소루비신, 또는 레티노산) 및 유효한 양의 하기 화학식의 화합물의 투여를 포함한다:
Figure 112006095005627-PAT00003
식 중에서, A는 H 또는
Figure 112006095005627-PAT00004
이며, Ar1, Ar2, 및 Ar3 각각은 독립적으로 페닐, 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 피리디닐, 또는 피리미디닐이고; R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6 각각은 독립적으로 R, 니트로, 할로겐, C(O)OR, C(O)SR, C(O)NRR' (CH2)mOR, (CH2)mSR, (CH2)mNRR' (CH2)mCN, (CH2)mC(O)OR, (CH2)mCHO, (CH2)mCH=NOR, (CH2)mC(O)N(OR)R' N(OR)R' 이며, 또는 R1 및 R2 는 함께, R3 및 R4 는 함께, 또는 R5 및 R6 는 함께 O(CH2)mO 이며, 여기에서 R 및 R' 각각은 독립적으로 H 또는 C1~C6 알킬이고; m 은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이고, n 은 0, 1, 2, 또는 3이다. (CH2)m 는 분지형 또는 선형일 수 있다. 상술한 임의의 치환된 기 중 좌측의 원소가 융합된 피라졸일 고리에 가장 가깝다는 것을 주목하라. 또한 융합된 피라졸일 화합물 중에 하나 이상의 R 또는 (CH2)m 모이어티가 존재하는 경우, 상기 R 또는 (CH2)m 모이어티는 동일 또는 상이할 수 있다.
상술한 화합물 중 일부에서, Ar1 는 페닐일 수 있고, Ar2 는 푸릴(e.g., 5' 푸릴)일 수 있으며, Ar3 는 페닐 일 수 있다.
상술한 화합물 중 한 하위 그룹의 화합물은 A가
Figure 112006095005627-PAT00005
인 것이다. 일부 구현예에서, Ar1 은 페닐이고, Ar2 는 5' 푸릴이고, Ar3 는 페닐이며, n 은 1이다. 나아가, R1, R2, R5, 및 R6 각각은 H이고, n 은 1이며, R3 및 R4 중 하나는 H 이며, 나머지는 푸릴의 2번 위치에서 치환된 CH2OH이다. 이러한 하위 그룹의 예는 1-벤질-3-(5'-하이드록시메틸-2'-푸릴)인다졸 (화합물 1)이다.
상술한 화합물 중 다른 하위 그룹의 화합물은 A가 H인 것이다. 일부 특정 구현예에서, Ar1 은 페닐이고 Ar2 는 푸릴이다. 나아가 R1 및 R2 각각은 H이고, R3 및 R4 중의 하나는 H이며, 나머지 하나는 푸릴의 2번 위치에서 치환된 CH2OH이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "Ar"은 아릴 및 헤테로아릴기 모두를 언급하는 것이다. 아릴, 예를 들면, 페닐은 하나 이상의 방향족 고리를 갖는 탄화수소 고리시스템이다. 헤테로아릴은 O, N, 또는 S와 같은 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 하나 이상의 방향족 고리를 갖는 탄화수소 고리 시스템이다. 헤테로아릴의 예는 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 피리디닐, 및 피리미디닐을 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다. "Ar"은 그 고리에 하나, 두 개, 세 개 또는 그 이상의 치환체를 포함할 수 있다. R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6에 할당된 치환체(상기 참조)에 부가하여, 치 환체는 또한 니트로, C2~C6 알케닐, C2~C6 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 시클릴, 또는 헤테로시클릴일 수 있다. 본 명세서에 사용된 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 아릴, 헤테로아릴, 시클릴, 및 헤테로시클릴은 C1~C6 알킬, 할로겐, 아미노, 하이드록실, 머켑토, 시아노, 또는 니트로로 임의적으로 치환된다. 본 명세서의 용어 "알킬"은 선형 또는 분지형의 알킬 모두를 언급하는 것임을 주목하라.
상술한 융합된 피라졸릴 화합물은 상황에 따라 그 자체, 및 그 염 및 전구약물을 포함한다. 상기 염은 예를 들면, 융합된 피라졸릴 화합물 상의 음하전된 치환제(예를 들면 카르복실레이트) 와 양이온 간의 상호작용에 의해 형성될 수 있다. 적절한 양이온은 소디움 이온, 포타슘 이온, 마그네슘 이온, 칼슘 이온, 및 암모늄 양이온 예컨대 테트라메틸암모늄이온을 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다. 마찬가지로, 양하전된 치환체 (e.g., 아미노)는 음하전된 상대이온(counerion)과 염을 형성할 수 있다. 적절한 상대이온은 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 설페이트, 나이트레이트, 포스페이트 또는 아세테이트를 포함하나 이로 제한하는 것은 아니다. 전구약물의 예는 대상체에 투여시 상술한 융합된 피라졸릴 화합물로 될 수 있는, 에스테르 및 기타 약학적으로 허용가능한 유도체를 포함한다.
본 발명의 구현예에 따른 융합된 피라졸릴 화합물과 함께 사용되는 치료요법제는 다양한 기전에 의해 작용할 수 있다. 예를 들면, 치료요법제는 DNA에 끼어들어가기(intercalation), 마이크로튜불 시스템의 조정, 세포 분화 유도, 세포사멸 유도, 또는 세포주기를 조정하는 임의의 기전에 의해 작용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "암"은 세포성 종양/암, 림프종 및 백혈병을 포함한다. 상기 용어는 조직병리학적 유형, 또는 침투 단계와 상관없이, 모든 유형의 암적인 성장, 전이성 조직 또는 악성의 형질전환 세포, 조직 또는 기관을 포함하는 것이다. 암의 예는 백혈병, 육종, 골육종, 림프종, 흑색종, 난소암, 피부암, 고환암, 위암, 췌장암, 신장암, 유방암, 전립선암, 직장결장암, 두경부암, 뇌암, 식도암, 방광암, 부신피질암, 폐암, 기관지암, 자궁내막암, 비인두암, 자궁경부암, 간암, 또는 원발암 부위가 알려지지 않은 암을 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다.
본 발명은 또한 상술한 하나 이상의 융합된 피라졸릴 화합물 및 암 치료용의 화학치료요법제를 포함하는 조성물 및 상기 조성물을 암의 치료를 위한 의약의 제조에 사용하는 용도에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 발명의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명확할 것이다.
본 발명은 암의 치료가 필요한 대상체에게 유효한 양의 하나 이상의 융합된 피라졸릴 화합물 및 유효한 양의 화학치료요법제를 투여하는 단계를 포함하는 암 (e.g., 콩팥암(renal cancer), 폐암, 신장암(kindey cancer), 또는 백혈병)을 치료하는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 사용된 용어 "치료"는 융합된 피라졸릴 화합물 (또는 융합된 피라졸릴 화합물을 포함하는 조성물) 및 화학치료요법제를 암, 암의 증상 또는 암발병 소인이 있는 환자에게 상기 암, 암의 증상, 또는 암발병 소인의 치료, 치유, 경감, 완화, 변경, 약화 또는 영향을 미치는 것을 목적으로 적용 또는 투여하는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "유효량"은 치료가 필요한 대상체에게 투여시, 대상체의 치료효과를 부여하는데 필요한 양을 언급하는 것이다. 유효량은 기술분야의 당업자가 인식하는 바와 같이, 투여경로, 부형제의 사용 및 혈관신생과 관련된 질환치료용의 기타 치료제와의 공동 사용 여부에 따라 변할 것이다.
본 발명의 방법의 실시에 사용되는 융합된 피라졸릴 화합물은 기술분야의 당업자에게 주지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 출원인에게 양도된 미국 특허 제5,574,168호는 하기의 합성단계를 포함하는 방법을 기술하며, 본 특허는 참조에 의해 그 전문이 본 명세서에 포함된다: 염화아릴카르보닐을 다른 아릴 화합물과 커플링하여 먼저 아릴 아릴 케톤을 제조한다. 아릴 화합물은 단- 또는 다-치환될 수 있다. 상기 케톤을 이어서, 단- 또는 다-치환될 수 있는 아릴기를 갖는 아릴알킬하이드라진과 반응시켜, 세 개의 아릴기를 함유하는 하이드라존을 형성한다. 상기 하이드라존 기는 알킬렌 링커를 통하여 융합된 피라졸릴 코어로 전환되고, 다른 아릴기는 상기 피라졸릴 코어의 4-C 및 5-C에서 융합되며, 제3 아릴기는 상기 피라졸릴 코어의 3-C에 직접 연결된다. 융합된 피라졸릴 화합물의 유도체는 임의의 아릴기 상의 치환체를 변형하여 수득될 수 있다.
상술한 합성 경로에 사용되는 화합물은 예를 들면 용매, 시약, 촉매, 보호기 및 탈보호기제를 포함할 수 있다. 합성경로는 본 명세서에 구체적으로 언급한 단계의 전 및 후에 적절한 보호기를 추가 또는 제거하여 궁극적으로 융합된 피라졸릴 화합물의 수득을 위해, 부가의 단계를 또한 포함할 수 있다. 부가하여, 다양한 합성 단계를 교대로 수행하여 목적하는 화합물을 수득할 수도 있다. 목적에 적합한 사용할 수 있는 융합된 피라졸릴 화합물의 합성에 유용한 합성화학적 변형 및 보호기에 관한 방법 (보호 및 탈보호)은 기술분야에 공지되어 있으며, 예를 들면, R. Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers (1989); T.W. Greene and P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 2d. Ed., John Wiley and Sons (1991); L. Fieser and M. Fieser, Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons (1994); 및 L. Paquette, ed., Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley and Sons (1995) 및 그 후속판에 기술된 것을 포함한다.
이렇게 합성된 융합된 피라졸릴 화합물은 컬럼 크로마토그래피, 고성능 액체 크로마토그래피, 또는 재결정방법을 사용하여 추가로 정제될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 융합된 피라졸릴 화합물은 Teng 등이 발명하여 본 발명의 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 Nos. 2003/0186996, 2005/0107406, 및 2005/0209252에 기재된 바와 같이, 항-혈관신생 효과 및 항-암 효과를 갖는 것으로 나타났다. 상기 출원은 참조에 의해 그 전문이 본 명세서에 포함된다.
예를 들면, 1-벤질-3-(5'하이드록시메틸-2'-푸릴)인다졸) (추후 자세히 기재될 화합물 1)은 신규한 항혈소판제임이 판명되었다. 기전에 관한 연구를 통하여 화합물 1의 항혈소판 활성은 가용성 구아닐릴 사이클라제 (sGC)의 NO- 비의존적 활 성과 연관된 것임을 밝혀냈다. 최근에 들어, 화합물 1은 항암활성을 갖는 것으로도 나타났다; 이는 사이클린 의존성 카이나제 (CDK)-억제 단백질인 p21CIP1 / WAP1 및 p27KIP1 의 발현을 증가시켜 인간 간세포암종 HA22T 세포에서 세포주기를 Go/G1 단계에서 멈추게 하고, 저산소증 유발 인자 -α(HIF-1) 활성을 억제하여 암의 혈관신생을 차단한다. 화합물 1은 또한 에리쓰로포이에틴의 저산소증 유발 및 Hep3B 세포에서의 혈관내피성장 인자를 억제한다.
비록 화합물 1이 종전에는 특정 암에 대하여만 항암효과가 있는 것으로 알려졌지만, 본 발명자들은 예상 밖으로 본 발명의 피라졸릴 화합물은 다른 치료요법제와 상승적 효과를 생산한다는 것을 발견하였다. 본 발명의 방법의 실시에 사용되는 치료요법제는 시중에서 구입가능하거나 또는 기술분야의 주지된 방법을 사용하여 합성될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 융합된 피라졸릴 화합물과 사용되는 치료요법제는 다양한 기전을 통하여 기능을 발휘할 수 있다. 예를 들면, 이는 DNA에 끼어들어가기(삽입)(intercalation), 마이크로튜불 시스템의 조정, 세포 분화 유도, 세포사멸 유도, 또는 세포주기를 조정하는 임의의 기전에 의해 작용할 수 있다.
DNA-삽입 또는 DNA-결합성 화학치료요법제는 이중가닥 DNA에 결합 또는 끼어들어 갈 수 있다. 그 결과, DNA 의존적 RNA 전사가 억제된다. 나아가, DNA 복제에도 문제가 발생한다. 일부 이러한 DNA 결합제는 또한 DNA 복제에 필수적인 토포아이소머레이즈 I을 방해할 수 있다. 그러므로, 이러한 DNA 결합제는 DNA 단일 가닥 또는 이중가닥 절단을 유발할 수 있다. 단일가닥 절단의 경우는 일부 세포가 체세포분열로 들어가기 전에 세포의 DNA 복구 시스템에 의해 복구될 수 있다. 그러나, 복구되지 않은 단일가닥 절단 및 DNA 이중가닥 절단은 세포의 염색체 이상을 유발하고 심지어는 세포죽음까지 유발할 수 있다. DNA-결합 또는 삽입성 치료요법제의 예는 독소루비신, 다우노루비신, 닥티노마이신, 사이클로포스파미드 및 마이토마이신-C를 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다.
마이크로튜블-조절제는 마이크로튜블 세포골격의 조립 및 분해를 방해한다. 마이크로튜블은 튜블린의 중합화에 의해 형성된다. 마이크로튜블 골격은 다양한 측면의 세포기능에서 중요한 역활을 수행하기 때문에, 마이크로튜블의 중합화 및 탈중합화는 조절되는 과정이다. 마이크로튜블의 중합화 및 탈중합화를 방해할 수 있는 제제는 세포의 활성조절에 사용될 수 있다. 콜히친, 콜세미드, 및 노카다졸은 튜블린에 결합하여 튜블린이, 마이크로튜블의 성장말단인 플러스 말단에 첨가되는 것을 막아서 중합화를 방해한다. 빈블라스틴 및 빈크리스틴은 튜블린을 응집시켜 마이크로튜블의 탈중합화를 야기함으로서, 세포의 주기를 중기에 멈추게 하여서 체세포분열의 차단을 초래한다. 탁솔(파클리탁셀) 또는 에포틸론은 마이크로튜블에 결합하여 마이크로튜블을 안정화한다.
암은 정상으로부터 이탈한 세포분열 또는 성숙한 세포유형으로의 분화 불능으로부터 초래된다. 그러므로, 분화 유도 제제는 암세포의 분화유도에 사용될 수 있다. 분화성 치료제의 예는 레티노산 대사물 및 유도체를 포함한다. 예를 들면, 모든 트랜스 레티노산 (ATRA)은 급성 전골수구백혈병(APL)과 같은 다양한 백혈 병의 "분화치료제"로서 성공적으로 사용되어 왔다. ATRA는 레티노이드 수용체 (RAR)를 활성화하여 전골수세포를 분화(성숙)시켜, 이러한 세포의 증식을 막는다.
기타 화학치료요법제 및 그 기전의 예는 핵의 DNA에 결합하여 정상적 전사 및/또는 DNA 복제를 방해하여 세포독성 효과를 유발하는, 시스플라틴 (cis-디아민디클로로플라티눔(II)); 라디칼을 형성하여 DNA 절단을 야기하는, 블레오마이신; 토포아이소머레이즈 I을 억제하는 토포테칸, 이리노테칸 또는 캄프토테신; 세포분열기구 중의 마이크로튜블 조립을 방해하는 포도필로톡신; DNA에 결합하여, 닥티노마이신과 유사한 방식으로 DNA, RNA, 및 단백질의 합성을 방해하는 플리카마이신; 또는 사이미딘의 정상적 생산을 억제하여 DNA합성을 방해하는, 5-플루오로우라실을 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다.
상기에는 통상적으로 사용되는 화학치료요법제 및 그들의 작용기전을 기술하였다. 기술분야의 당업자라면 이러한 기재는 예시적인 것이며, 본 발명을 이로 한정하고자 하는 것은 아님을 알 것이다. 오히려, 본 발명의 구현예에 따라, 융합된 피라졸릴 화합물은 임의의 공지된 화학치료요법제와 사용될 수 있다.
본 발명의 방법을 실시하기 위하여, 융합된 피라졸릴 화합물 및 화학치료요법제는 동시에 또는 시간 간격을 두고 투여될 수 있다. 예를 들면, 암환자에게 융합된 피라졸릴 화합물 (융합된 피라졸릴 화합물을 포함하는 조성물)을 먼저 투여하고, 이어서 상기 환자에게 약학적으로 허용가능한 담체, 및 화학치료요법제 및 약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물을 투여할 수 있다.
다른 예로는, 예를 들면 융합된 피라졸릴 화합물, 치료요법제, 및 약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물을 사용하여 활성제를 동시에 투여한다. 상술한 임의의 조성물은 경구로, 또는 흡입용 스프레이, 또는 약물저장용 이식물을 통하여 비경구투여될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "비경구"는 피하, 피내, 정맥, 근육, 관절내, 동맥내, 윤활내, 복장내, 경막내, 병변내 및 두개내 주사 또는 주입기술에 의한 투여를 포함한다.
경구 투여용 조성물은 정제, 캡슐, 에멀젼 및 수성현택액, 분산액 및 용액을 포함하는 임의의 경구용으로 적합한 투여형태를 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다. 정제에 통상적으로 사용되는 담체는 락토스 및 옥수수 전분을 포함한다. 윤활제, 예컨대 마그네슘 스테아레이트가 전형적으로 정제에 첨가된다. 캡슐 형태로 경구투여하는 경우, 유용한 희석제는 락토스 및 건조 옥수수 전분을 포함한다. 수성 현탁액 또는 에멀젼이 경구투여되는 경우, 활성성분은 에멀젼화제 또는 현탁제와 조합으로 유성상에 현탁 또는 용해될 수 있다. 필요한 경우, 특정한 감미제, 풍미제, 또는 착색제가 첨가될 수 있다.
멸균 주사용 조성물 (e.g., 수성 또는 유성 현탁액)은 적절한 분산제 또는 습윤제 (예컨대, 예를 들면 트윈 80) 및 현탁제를 사용하여 기술분야에 공지된 기술을 사용하여 제형화될 수 있다. 멸균된 주사용 제제는 예를 들면 1,3-부탄디올 중의 용액으로서, 비독성의 비경구용의 허용가능한 희석제 또는 용매 중의 멸균 주사용 용액 또는 현탁액일 수 있다. 사용할 수 있는 적합한 수용가능한 매체 및 용매는 만니톨, 물, 링거액 및 등장 염화나트륨 용액이다. 부가하여, 멸균의 고정오 일이 통상적으로 용매 또는 현탁매질 (예를 들면, 합성 모노- 또는 디글리세라이드)로서 사용된다. 예컨대 특히 폴리옥시에틸화 형태의 올리브오일 또는 피마자오일과 같은 천연의 약학적으로 허용가능한 오일과 마찬가지로, 지방산, 예컨대 올레산 및 그 글리세라이드 유도체가 주사제의 제조에 유용하다. 이들 오일 용액 또는 현탁액은 또한 장쇄 알콜 희석제 또는 분산제, 또는 카르복시메틸 셀룰로스 또는 유사한 분산제를 포함할 수 있다.
흡입용 조성물은 약학제형 분야의 주지된 기술에 따라 제조될 수 있으며, 벤질 알콜 또는 기타 적합한 방부제, 생체이용도의 향상을 위한 흡수 촉진제, 플루오로카본, 및/또는 기술분야에 알려진 기타 용해제 또는 분산제를 사용하여, 식염수 중에 용액으로서 제조될 수 있다.
약학 조성물 중의 담체는 제형물 중의 활성 성분과 상충되지않아야 하며(바람직하게는 활성성분을 안정화시킴) 치료받는 대상체에게 해가되지 않는다는 의미에서 "허용가능"하여야만 한다. 예를 들면, 용해제, 예컨대 사이클로덱스트린 (융합된 피라졸릴 화합물과 특이적으로, 보다 수용ㄴ성인 복합체를 형성)이 융합된 피라졸릴 화합물의 전달용 약학적 부형제로서 사용될 수 있다. 기타 담체의 예는 콜로이드 이산화규소, 마그네슘 스테아레이트, 셀룰로스, 소디움라우릴설페이트, 및 D&C Yellow # 10을 포함한다.
상술한 방법은 추가로 방사선 처리를 포함할 수 있다. 방사선은 필요한 양의 융합된 피라졸릴 화합물 및 화학치료요법제 투여 중, 투여 전 또는 투여 후에 환자의 암부위에 적용될 수 있다. 방사선은 이온화 방사선 및 비이온화 방사선일 수 있다. 이온화 방사선은 원자와 상호작용하여 전자를 궤도로부터 제거할 충분한 에너지를 가져 원자의 하전 또는 이온화를 유발한다. 이에는 감마선, X-선, 중성자, 전자, 알파입자 및 베타입자가 포함된다. 비이온화 방사선은 전자를 이의 궤도로부터 제거할 충분한 에너지를 갖지 않는 전자기 방사선이다. 이에는 자외선, 가시광선, 적외선, 마이크로파 및 라디오파가 포함된다. 방사선 투여량 및 시간은 치료받는 환자에서 치료효과를 가져오기에 적절한 시간 및 양이다. 이는 기술분야의 당업자가 인식하는 바와 같이, 방사선의 유형 및 강도, 치료될 암의 유형 및 위치, 및 환자의 신체상태에 따라 변할 수 있다.
적절한 시험관내 분석을 사용하여 미리, 하나 이상의 상술한 화합물 및 치료요법제 조합의 특정 암세포주의 성장 방해에 대한 효능을 평가할 수 있다. 상기 조합에 대하여 생체내 분석을 통하여 그 효능을 추가로 분석할 수 있다. 예를 들면, 상기 조합을 암이 있는 동물 (예를 들면, 마우스모델) 에게 투여한 후, 그 효능을 평가할 수 있다. 이러한 결과를 근거로, 적절한 투여범위 및 투여경로를 또한 결정할 수 있다.
이제 보다 자세한 기술을 하지 않더라도, 상술한 기재만으로도 본 발명의 실시에 충분하다. 그러므로, 하기의 구체적 구현예는 단지 예시적인 것이며, 어떤 식으로든 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 특허를 포함한, 본 명세서에 언급된 모든 문헌은 참조에 의해 그 전문이 본 명세서에 포함된다.
1-벤질-3-(5' 하이드록시메틸 -2'- 푸릴 ) 인다졸 (화합물 1)의 합성
우선, 무수 염화칼슘(88.8 mg, 0.8 mmole)을 소듐 보로하이드라이드(60 mg, 1.6 mmole) 와 무수 THF (20 mL) 중에서 4시간 동안 교반하여, 칼슘 보로하이드라이드를 제조하였다. 이어서, 88.0 mg의 1-벤질-3-(5'메톡시카르보닐-2'-푸릴)인다졸 (0.27 mmole)을 포함하는 30 mL THF 용액을 30 ± 2℃에서 상기 칼슘 보로하이드라이드에 적가하였다. 상기 혼합물을 6시간 동안 환류하에서 가열한 후, 냉각하고 분말얼음에 넣어 소광하고, 감압하에 두어 THF를 제거하고, 여과하여 고형산물을 수득하였다. 상기 고형물을 디클로로메탄으로 추출하였다. 추출물을 50mL로 농축한 후, 페트롤레움 에테르를 첨가하여 고형물을 침전시켰다. 상기 침전물을 수집하여 컬럼 크로마토그래피(실리카겔-벤젠)로 정제하여 87% 수율로 70.0 mg 의 1-벤질-3-(5'하이드록시메틸-2'-푸릴)인다졸을 수득하였다.
mp: 108-109℃.
MS (%), m/z: 304 (M+).
IR (KBr) υ max: 3350 cm-1 (-OH).
1H-NMR (DMSO-d6, 200 MHz) δ: 4.51 (2H, d, J=5.5 Hz, -CH2O-), 5.31 (1H, t, J=5.5 Hz, -OH), 5.70 (2H, s, =NCH2-), 6.48 (1H, d, J=3.4 Hz, H-4', 6.97 (1H, d, J=3.4 Hz, H-3', 7.21-7.31 (6H, m, H-5, phenyl), 7.45 (1H, t, J=8.2 Hz, H-6), 7.75 (1H, dd, J=8.2, 1.8 Hz, H-7), 8.12 (1H. dd, J=8.2. 1.0 Hz. C4-H).
암세포 성장에 대한 억제효과:
무흉선 누드 마우스 (BALB/c nu/nu female, 6-8 주령)를 12시간의 명암주기로 22℃에서 사육하였다. 상기 마우스에게 A498 신장암세포 (107 cell/mouse)를 피하주사하였다. 접종 15일 후에, 종양은 100 내지 150 mm3 크기로 성장하였다. 상기 마우스를 이어서 무작위로 6개 그룹으로 나누었다 (각 그룹 당 5마리). 그룹 1의 마우스 (대조군) 및 그룹 2의 마우스에게 0.5% 카르복시메틸 셀룰로스 (CMC) 및 0.5% CMC 중의 화합물 1 (10 mg/kg/day)을 각각 투여하였다. 그룹 3 및 4의 마우스에게는 파클리탁셀 및 독소루비신(20 mg/kg/week) 각각을 복강으로 주사하였다 (파클리탁셀 및 독소루비신은 시중의 제품사용). 그룹 5의 마우스에게는 먼저 0.5% CMC 중의 화합물 1(10 mg/kg/day)을 경구투여한 후 즉시 파클리탁셀(20 mg/kg/week)을 복강으로 투여하였다. 그룹 6의 마우스에게 먼저 0.5% CMC 중의 화합물 1(10 mg/kg/day)을 경구투여한 후 즉시 독소루비신(20 mg/kg/week)을 복강으로 투여하였다. 각 마우스 그룹에서의 종양 크기는 매 3 내지 4일마다 측정하였다. 대조군의 종양 크기가 1000-1500 mm3에 달한 경우 각 마우스에게 펜토바르비탈을 복강투여하여 안락사시켰다. 종양을 조심스럽게 제거하여 무게를 측정하였다.
본 결과에 의하면 화합물 1, 파클리탁셀, 또는 독소루비신을 단독으로 투여한 마우스는 대조군 마우스의 종양보다 크기가 작았다. 또한, 파클리탁셀과 조합한 화합물 1 또는 독소루비신과 조합한 화합물 1을 투여한 마우스는 화합물 1, 파클리탁셀, 또는 독소루비신 단독을 투여한 마우스에 비교하여 종양의 크기가 상 당히 작았다.
백혈병치료에 있어서 화합물 1 및 모든 트랜스 레티노산(ARTA)의 상승효과
중량 22-28g의 8주령의 수컷 BALB/c 마우스를 Laboratory Animal Center, National Taiwan University College of Medicine (Taipei, Taiwan)로부터 수득하였다. 뮤린 골수세포 백혈병 세포주 WEHI-3는 Food Industry Research and Development Institute (Hsinchu, Taiwan)로부터 수득하였다. 뮤린 WEHI-3 백혈병 세포주는 1969년에 처음으로 확립되었으며 골수세포성 백혈병의 특성을 나타냈다. 상기 세포주는 동계(syngenic) BALB/c 마우스에서 백혈병을 유발할 수 있어 약물의 항-백혈병 효과의 평가를 가능하게 한다 (He Q, Na X, the effects and Mechanism of a novel 2- aminosteroid on murine WEHI -3B leukemia cells in vitro and in vivo, Leuk. Res. 25(6):455-61,(2001) 참조). 이러한 세포주를 75-cm2 세포배양 플라스크에 넣고, 10% 소태아혈청, 1% 페니실린-스트렙토마이신 (10,000 U/ml 페니실린 및 10 mg/ml 스트렙토마이신) 및 1% 글루타민이 보충된 RPMI 1640 배지 중에서 5% CO2 대기 중의 37℃의 습한 대기하에서 배양하였다.
화합물 1, ATRA 및 화합물 1과 ATRA의 조합의 효과를 테스트하기 위하여, WEHI-3 백혈병 세포주 (WEHI-3/BALB/c 마우스)를 갖는 BALB/c 마우스의 생존율을 측정하였다. 화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA의 조합을 이미 1x105 WEHI-3 세포로 접종된 BALB/c 마우스에게 14일 동안, 30 mg/kg/2 days의 양으로 복강(i.p) 투여하였다. 구체적으로, BLAB/c 마우스를 4 그룹으로 나누었다. 그룹 I의 마우 스에게는 WEHI-3 만 복강으로 주사하였다. 그룹 II의 마우스에게는 WEHI-3 세포 접종 14일 후에 화합물 1 (i.p. of 30 mg/kg/2 days for 14 days)의 투여를 개시하였다. 그룹 III의 마우스에게는 WEHI-3 세포 접종 14일 후에 ATRA (i.p. of 30 mg/kg/2 days for 14 days)의 투여를 개시하였다. 그룹 IV 의 마우스에게는 WEHI-3 세포 접종 14일 후에 화합물 1 및 ATRA (i.p. of 30 mg/kg/2 days for 14 days)의 투여를 개시하였다. 대조군 마우스 및 모든 마우스를 2주간 투여한 후, 동물의 체중을 재고, 혈액을 채취한 후 추가의 실험을 위해 희생시켰다.
본 연구결과로부터 화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA의 조합의 투여로WEHI-3/BALB/c 마우스의 평균 생존시간을 상당히 늘어났음을 알 수 있다 (표 1). WEHI-3/BALB/c 마우스의 평균 생존시간은 30일이었으나, 화합물 1, ATRA 및 화합물 1과 ATRA의 조합을 30 mg/kg/mouse 양으로 WEHI-3/BALB/c 마우스에게 투여시 각각 40, 42 및 44 일로 증가되었다 (P<0.05, log-rank and generalized Wilcoxon's tests).
화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA의 조합이 뮤린 WEHI-3 백혈병 세포가 이식된 BALB/c 마우스의 생존율에 미치는 영향
그룹/치료 마우스 마리수 생존일
Mean ±S.D. 범위
Group I 비처리 10 26.0 ±3.9 20-30
Group II YC-1 (30 mg/kg/mouse; QD*7) 10 32.3 ±4.9* 22-40
Group III ATRA (30 mg/kg/mouse; QD*7) 10 33.9±5.0* 26-42
Group IV YC-1 combined ATRA (30 mg/kg/ mouse; QD*7 ) 10 35.9 ±5.2** 28-44
QD*7: 7회까지 2틀에 일회 (once two days by seven times)
* p < 0.05, log-rank test; * p < 0.05, generalized Wilcoxon's test.
** p < 0.01, log-rank test; ** p < 0.01, generalized Wilcoxon's test.
지라 및 간 조직을 각 동물에서 분리해내어, 촬영한 후, 무게를 측정하고, 조직학적 검사를 수행하였다. 대표적인 결과를 도 1 및 2에 제시한다. 상기 결과는 화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA 조합이 1개월의 실험기간 내에 백혈병 마우스의 체중감소의 개선을 보여준다(데이터는 나타내지 않음). 비처리된 백혈병 마우스와 비교하여, 지라, 림프절의 비대 및 간 전이의 확대가 모든 치료그룹에서 감소되었다 (도 1). 부가하여, 지라 절편의 H-E 염색결과 지라 적색속질로의 미성숙 골수모세포의 침윤이 화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA 조합 투여된 그룹에서 감소된 것으로 나타났다 (도 2).
화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA 조합의 시험관내에서의 WEHI-3 세포의 성장 억제에 대한 영향을 조사하기 위하여, 세포주기, TUNEL 염색에 의한 NBT 감소를 측정하여 분화 및 세포사멸을 조사하였다. 화합물 1 (5 μM), ATRA (1 μM) 및 화합물 1과 ATRA 조합을 24시간동안 세포에 처리한 결과, 화합물 1과 ATRA 조합에서 뚜렷하게 G0/G1 주기에서 세포주기가 정지된 것으로 관찰되었다. 이러한 현상은 ATRA 처리된 WEHI-3 세포에서는 나타나지 않았으나, 화합물 1 및 화합물과 ATRA로 처리된 세포의 경우 G1 단계 아래(sub-G1)에 있는 세포 수의 증가를 가져왔다 (데이터는 나타내지 않음).
WEHI-3 세포에 대한 화합물 1의 세포사멸 유도 능력 및 ATRA의 분화유도 능력을 조사하기 위하여, NBT 감소 활성 및 TUNEL/DAPI 염색을 화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA 조합으로 처리된 WEHI-3 세포에서 평가하였다. 화합물 1 및 화합물 1과 ATRA의 조합을 넣고 24시간 배양한 후, 세포는 핵의 수축, 염색체 응축 및 DNA 분절현상을 나타내었다. 이러한 현상은 ATRA로 처리된 WEHI-3 세포에서는 관찰되지 않았다 (도 3a). 대조군 세포와 대조적으로, NBT 감소에 있어서 상당한 증가가 ATRA 및 화합물 1과 ATRA의 조합으로 처리된 세포에서 관찰되었다. 화합물 1, ATRA, 및 화합물 1과 ATRA의 조합으로 처리 후, NBT 양성 세포의 백분율은 각각, 3.56, 33.42 및 45.22 % 이었으며, TNUEL 양성 세포는 각각 40.33, 5.45 및 45.22 % 이었다 (도 3b). 이러한 결과는 WEHI-3 세포에서의 ATRA에 의한 분화유도 및 화합물 1에 의한 세포사멸 유도를 나타내는 것이다.
세포사멸에 관한 추가의 분석을 위해, 화합물 1-처리된 WEHI-3 세포에서의 DNA 분절 및 캐스페이즈-3 활성을 분석하였다. 아가로스 젤 전기영동 분석 결과, 5μM의 농도에서 화합물 1로 12 및 24 시간 처리된 WEHI-3 세포로부터 추출한 DNA는 사다리 모양을 이루며 180-200 염기쌍의 배수로 분절된 것을 알 수 있다 (도 4a). 캐스페이즈-3의 활성이 화합물 1에 의한 세포사멸의 유도에 필요한 지 여부를 결정하기 위하여, 캐스페이즈-3 억제제 (Z-DEVD-FMK)의 존재 또는 부재 중에서 WEHI-3 세포를 1시간 동안 전처리 한 후, 50μM의 화합물 1에 노출시켰다. 도 4b에서 보는 바와 같이, YC-1를 12, 18 및 24시간 처리한 결과, 캐스페이즈-3의 활성이 신속하게 유도되었다. 상기 유도된 캐스페이즈-3 활성은 Z-DEVD-FMK 전처리에 의해 차단되었다. 이러한 결과는 화합물 1에 의한 세포사멸의 유도가 캐스페이즈 3에 의해 특이적으로 야기되는 생화화적 경로임을 나타내는 것이다.
다른 구현예
본 명세서에 개시된 모든 특징은 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 명세서에 기술된 각 특징은 동일, 상동 또는 유사한 목적을 제공하는 다른 대안적 특징으로 대체될 수 있다. 따라서, 달리 명백하게 언급하지 않는 한, 개시된 각 특징은 단지, 일련의 일반적 상동 또는 유사한 특징의 예일 뿐이다.
상술한 기재로부터, 기술분야의 당업자라면 본 발명의 필수적 특징을 용이하게 이해할 수 있으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벋어나지 않으면서, 다양한 조건 및 경우에 맞추어 본 발명에 다양한 변형 및 변화를 가할 수 있다. 예를 들면, 융합된 피라졸릴 화합물에 구조적으로 유사한 화합물을 본 발명을 실시함에 사용할 수 있다. 따라서, 다른 구현예들도 또한 청구항의 범위내이다.
본 발명의 융합된 피라졸일 화합물은 화학치료요법제와 함께 사용되어 암의 치료에 있어 상승적 효과를 나타낸다. 구체적으로 본 발명의 융합된 피라졸일 화합물은 예컨대 파클리탁셀, 독소루비신, 또는 레티노산과 같은 화학치료요법제와 함께 일반적으로 사용되어 화학치료요법제의 효능을 향상시켜 암세포의 사멸을 촉진하고/하거나 화학치료요법제의 부작용을 최소화할 수 있다.

Claims (10)

  1. 암의 화학치료요법제 및 하기 화학식의 화합물을 포함하는 암치료용 조성물:
    Figure 112006095005627-PAT00006
    식 중에서
    A는 H 또는
    Figure 112006095005627-PAT00007
    이고;
    Ar1, Ar2, 및 Ar3 각각은 독립적으로 페닐, 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 피리디닐, 또는 피리미디닐이고;
    R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6 각각은 독립적으로 R, 니트로, 할로겐, C(O)OR, C(O)SR, C(O)NRR' (CH2)mOR, (CH2)mSR, (CH2)mNRR', (CH2)mCN, (CH2)mC(O)OR, (CH2)mCHO, (CH2)mCH=NOR, (CH2)mC(O)N(OR)R', N(OR)R'이고, 또는 R1 및 R2는 함께, R3 및 R4 는 함께, 또는 R5 및 R6 는 함께 O(CH2)mO 이며, 여기에서, R 및 R' 각각은 독립적으로, H 또는 C1~C6 알킬이고; m은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이고, n은 0, 1, 2, 또는 3이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 A는
    Figure 112006095005627-PAT00008
    인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에서, 상기 Ar3 은 페닐인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 A는 H 인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, Ar1 은 페닐인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, Ar2 은 푸릴인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, R3 및 R4 중 하나는 H이며, 나머지 하나는 CH2OH인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, R1, R2, R5, 및 R6 각각은 H인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학치료요법제는 DNA-결합성 화학치료요법제인 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학치료요법제는 마이크로튜블 안정화제인 것을 특징으로 하는 조성물.
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