KR20080059159A

KR20080059159A - 바이오틴 다이아미노유도체 및 이들의 거대고리킬레이트제와의 접합체

Info

Publication number: KR20080059159A
Application number: KR1020087006421A
Authority: KR
Inventors: 파올로 카르미나티; 마우로 지나네쉬; 지오바니 파가넬리; 마르코 치놀
Original assignee: 시그마타우 인두스트리에 파르마슈티케 리우니테 에스.피.에이.
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2008-06-26
Also published as: AR056201A1; JP5207969B2; DK1928508T3; BRPI0616441A2; PT1928508E; RS51254B; DE602006010413D1; EA013130B1; KR101301549B1; CA2621960C; AU2006298827B2; CN101272809A; SI1928508T1; ATE447977T1; AU2006298827A1; CN101272809B; EP1928508B1; ME01845B; US7816388B2; HRP20100071T1

Abstract

화학식 (I) 화합물이 기술된다: 라디칼들이 명세서에 정의된 바와 같은 화학식 (I), 이들의 제조를 위한 방법, 및 인간 및 동물 치료 및 진단, 특히 종양과 같은 병리학적 상태의 진단 및 치료에 사용하기 위한 방사성 핵종과의 접합체 제조를 위한 이들의 용도.

[화학식 (I)]

방사성 핵종, 접합체 제조

Description

바이오틴 다이아미노유도체 및 이들의 거대고리 킬레이트제와의 접합체{BIOTIN DIAMINODERIVATIVES AND THEIR CONJUGATES WITH MACROCYCLIC CHELATING AGENTS}

본 명세서에 기술된 발명은 인간 및 동물 진단 및 치료, 특히 종양과 같은 병리학적 상태의 진단 및 치료에 사용하기 위한 방사성 핵종과의 접합체 제조에 유용한 개질된 바이오틴에 관한 것이다.

종양 치료는 대부분 암세포를 파괴하는 것을 목표로 하는 물질의 사용을 통해 수행된다. 이는, 그들의 완전한 효과를 발휘하기 위하여 종양 세포 내로 침투해야만 하는, 세포독성 물질을 사용하거나, 혹은 종양 세포를 사멸하기에 충분한 에너지의 조사로 이 세포를 치료함으로써 달성될 수 있다. 두 경우 모두, 주된 문제점은 이 물질을 선택적인 방식으로 표적 세포에 전달하여 주변의 건강한 세포들에 대한 가능한 손상을 피하는 것이다. 방사성 의약품, 즉 방사성 부분을 운반하는 물질의 경우에, 체내에서 방사성 핵종의 가능한 확산 또는 종양 주변의 건강한 세포와의 상호작용을 최대한 피하면서, 종양 표적에 활성 부분(즉, 방사성 부분)을 선택적으로 전달하는 문제는 특히 중요한 것으로 이해된다.

현재까지 모든 관련된 사안들 및 제안된 해결책들을 논의하기 위하여, NeoRx 코퍼레이션에 양도된, 미국 특허 제5,283,342호, 제5,608,060호 및 제5,955,605호가 참고된다.

상기 문헌들에서, 그중에서도 특히, 신체의 대사적 공격에 방사성 핵종을 운반하는 분자의 내성 문제가 논의된다. 특히, 가장 신중하게 연구된 경우는 바이오틴 분자로, 그의 잘 알려진 아비딘과의 상호작용으로 인해, 이는 종양 세포에 방사성 핵종을 전달하기 위한 첫 번째 선택의 하나이다. 바이오틴은 링커를 통해 방사성 핵종-킬레이트 부분, 예컨대 테트라-아자사이클로도데칸테트라-아세트산(DOTA)에 결합한다. 바이오틴-DOTA 접합체의 사용과 관련한 주된 문제점의 하나는, 링커를 통해 방사성 핵종에 연결되는 바와 같이, 바이오틴 분자를 포함하는 복합체의 바이오틴 분해효소(biotinidase)에 대한 내성으로, 이 효소는 상기 복합체에 존재하는 펩타이드 결합을 분해한다. 이 펩타이드 결합은 킬레이트제와 바이오틴의 결합을 방해한다.

이의 가장 바람직한 특성들 중에서, 이 복합체는 신속하고 효과적으로 신체로부터 제거되어져 하고 복합체가 종양 세포에 결합하게 되는 부분의 세포외 유액 내로의 용이한 확산을 허용하도록 충분히 작아야만(M.W.<1000) 한다. 또한, 복합체는 비-종양 세포에 의한 최소한만의 흡수 및 신속한 (신장) 제거로 생체 내 입증된 안정성을 나타내야만 하고 대사되지 말아야한다.

더욱이, 킬레이트 모이어티는 생체 내에서 분비되지 않아서 신체 내에 독성 화합물을 잠재적으로 전달하지 않는 것이어야 한다. 당해 분야의 전문가는 신체에 완전히 이종인 금속 이온을 포함하여, 다양한 유형의 방사능 및 심지어는 고-에너 지 방사능을 부여할 수 있고, 따라서 매우 해로운, 킬레이트 부분에 의해 방사성 핵종의 분비 문제에 명백히 인식하고 있다.

동일한 출원인에 의한 이전의 특허 출원에서 (WO 02/066075), 본 발명자 그룹은 새로운 바이오틴-DOTA 접합체의 합성과 함께, 이 새로운 유도체에 대해 수행된 결합, 안정성 및 친화성 연구를 보고하였다. 이 새로운 접합체의 신규성은 아마이드 카복실기가 메틸렌으로 환원되어 상기 아마이드가 Av/Sav 결합에 관여하는 바이오틴 곁가지의 길이에 영향을 미치지 않으면서 이차 아민으로 전환된 N-아미노헥실 바이오틴아미도 유도체(r-BHD)를 형성하는 것이었다. 이 화합물에서, DOTA 리간드는 4개의 N-아세트산 곁가지 중의 하나를 통해 환원된 바이오틴-헥사메틸렌다이아민 유도체의 아미노기에 직접적으로 연결되었다.

게다가, r-BHD의 합성 탄력성은 예를 들면 종양에 보다 높은 방사능 선량을 전달함으로써 표적 방사성 핵종 치료의 효과를 증가시키기 위한 목적으로 바이오틴의 곁-사슬에 두 개의 DOTA 킬레이터를 갖는 다양한 새로운 바이오틴 유도체의 형성을 가능케 한다.

액스워씨 도날드(Axworthy Donald B.) 등에 의한, 미국 특허 출원 제2004/0241172호는 DOTA 분자의 코어에, 벤질기를 통해, 직접적으로 결합된, 두 개의 DOTA 기를 특정 링커를 이용하여 통합하는 바이오틴 유도체를 기술한다. DOTA 기의 이러한 변형은 킬레이트 모이어티의 결합 능력을 감소시킬 수 있다. 방사능/선량비를 향상시키기 위하여, 본 발명자들은 새로운 종류의 바이오틴 유도체를 고안하고 합성하였다.

본 발명의 주된 목적은 높은 비율의 방사선량 요구를 만족시키는 새로운 바이오틴 유도체를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명은 바이오틴 한 분자당 두 개의 킬레이트기를 운반하는 새로운 종류의 바이오틴 유도체에 관한 것이다.

이러한 방식으로 동일한 몰량의 바이오틴 유도체를 사용하면, 종양 세포에 도달하는 방사능은 두 배가 된다.

따라서, 본 명세서에 기술된 발명의 목적들 중의 하나는 하기와 같은 화학식 (I) 화합물이다:

[화학식 (I)]

상기에서:

A는 CH₂ 또는 CO이고;

B는 H, CHO 또는 COOH이되;

단, A가 CH₂일 때, Q는 -(CH₂)_n- 기이고, 여기서 n은 4 내지 12의 정수이고, 이 경우 R은 부재이고; A가 CO일 때, Q는 -(CH₂)_a-CH(R-)-(CH₂)_b-로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 a 및 b는 독립적으로 O 내지 n-1의 정수이고 R은 하기와 같이 정의된다;

W는 C₁-C₁₂ 알킬렌 또는 C₂-C₁₂ 알케닐렌 선형 사슬 또는 기능화된 폴리에틸렌 글리콜; 또는 C₆-C₁₀ 방향족 잔기; 또는 글리코퓨라노즈 잔기이고; 혹은

W는, 단독으로 또는 -(CH₂)_C-NHR' 및 -(CH₂)_d-NHR" 사슬을 지지하는 질소 원자와 함께, O, N, S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 5 또는 6원의 헤테로고리기이고;

W가 방향족 잔기, 헤테로고리기 또는 당 모이어티일 때, -(CH₂)_C-NHR' 및 -(CH₂)_d-NHR" 사슬을 지지하는 질소 원자는 선택적으로 부재이고 -(CH₂)_C-NHR' 및 -(CH₂)_d-NHR" 사슬은 직접적으로 그리고 개별적으로 방향족 및 헤테로고리 환의 탄소 또는 질소 원자에 또는 글리코퓨라노즈 잔기의 산소 원자에 결합되고;

c 및 d는 개별적으로 3 내지 10의 정수이고;

R' 및 R"은, 개별적으로, -Λ이고, 여기서 -Λ는 화학식 (II) 거대고리 (macrocycle)이고:

[화학식 (II) ]

상기에서, Y는 동일하거나 다르고 수소, 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬, -(CH₂)_m-COOH로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 m는 1 내지 3의 정수이고;

X는 수소, 또는 -CH₂-U 기이고, 여기서 U는 메틸, 에틸, p-아미노페닐로부터 선택되고, 혹은 X는 -(CHJ)₀-Z 기이고, 여기서 o는 1 내지 5의 정수이고, J는 수소, 메틸 또는 에틸이고, Z는 O, N-R₁로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 5 또는 6원의 헤테로고리기로, R₁은 수소 원자 또는 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬기, 및 S이고; 혹은 Z는 -NH₂, -NH-C(=NH-)-NH₂, 또는 -S-R₂ 로부터 선택되고 여기서 R₂는 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬기이고;

p는 2 또는 3의 정수이고;

R은 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬, 사이클로알킬, 헤테로고리 또는 - (CH₂)_q-T로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 T는 S-CH₃, -OH, 또는 -COOH로 구성된 군으로부터 선택되고, q는 O, 1 또는 2이다.

선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 아이소-부틸 또는 ter-부틸을 의미한다.

5 또는 6원의 헤테로고리는 고리에 O, N-R₁, 또는 S,로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대, 예를 들면, 2-, 3- 또는 4-피리딜, 또는 2-, 4-, 또는 5-이미다졸일을 포함하는 방향족 또는 비-방향족 헤테로고리이다.

킬레이트 모이어티의 결합 능력을 감소시키기 위하여, 본 발명에 따른 바람직한 화합물의 제1 그룹은 화학식 (I) 화합물로 구성되는데, 상기에서 A는 CH₂이고, B는 H이고, Q는 -(CH₂)_n-이고, 여기서 n은 4 내지 8의 정수, 바람직하게는 6이고, c 및 d는 모두 3 또는 6이고, R' 및 R"는 -Λ이고, 여기서 Y는 항상 -CH₂-COOH이고; X는 수소이고, p는 2이다.

본 명세서에 기술된 발명의 또 다른 목적은 방사성 동위원소와 함께 진단 및/또는 치료 용도를 위한 화학식 (I) 화합물에 있다. 이러한 방사성 동위원소의 예로는 Fe-52, Mn-52m, Co-55, Cu-64, Ga-67, Ga-68, Tc-99m, In-111, I-123, I-125, I-131 , P-32, Sc-47, Cu-67, Y-90, Pd-109, Ag-111, Pm-149, Re-186, Re-188, At-211, Bi-212, Bi-213, Rh-105, Sm-153, Lu-177, 및 Au-198이다.

본 발명에 따른 바람직한 복합체의 제1 그룹은, 화학식 (I) 화합물에서, A가 CH₂이고, B가 H이고, Q가 -(CH₂)_n-이고, 여기서 n이 4 내지 8의 정수, 바람직하게는 6이고, c 및 d가 모두 3 또는 6이고, R' 및 R"이 -Λ이고 여기서 Y가 항상 --CH₂--COOH이고; X가 수소이고, p가 2이고 방사성 동위원소가 Y-90인 화합물들이다.

본 명세서에 기술된 발명의 다른 목적은 화학식 (I)의 화합물 및 이들의 방사성 의약품과의 복합체를 제조하는 방법이다.

본 명세서에 기술된 발명의 또 다른 목적은 상기에 기술된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물 및 이들의 복합체를 포함하는 약학 및/또는 진단 조성물이다.

본 명세서에 기술된 발명의 또 다른 목적은 의약품 또는 진단 도구로서 화학식 (I)의 화합물 및 이들의 방사성 동위원소와의 복합체의 용도, 특히 종양 치료 또는 진단에 유용한 의약품의 제조를 위한 용도이다.

본 명세서에 기술된 발명과 관련한 이들 및 다른 목적들은 하기에 수반되는 부분에서, 또한 실험적 실시예에 의해 보다 상세히 기술될 것이다.

본 명세서에 기술된 발명에 따른 화합물은 하기 단계들을 포함하는, 하기 계획에 따라 제조될 수 있다:

a) 바이오틴의 카복실기와 H₂N-Q-NH₂의 다이아민의 일차 아민기 사이의 아미이드 결합 형성, 다른 일차 아민기는, 예를 들면, 필요에 따라, Boc 기로 적절히 보호됨; 혹은, 별법으로, 상기 결합은 ω- 아미노기가 적절히 보호된, α,ω-다이아미노산 (즉, Lys)의 α-α-NH₂ 기와 수행될 수 있음.

b) 일차 아민기의 탈보호;

c) A가 CH₂ 기인 경우, 아민기의 아민으로의 환원;

d) 화학식 (III)의 N-보호된 N,N-비스-치환된 글라이신 아민에 상기 아민의 결합,

[화학식 (III)]

상기 화학식 (III)은 당해 분야의 숙련자에게 공지된 방법에 의해 제조될 수 있고; 상기에서 V 및 L은 적절한 보호기이고 c 및 d는 개별적으로 3 내지 10의 범위이고;

e) 바람직한 화학식 (II)와 킬레이트제 -Λ와의 접합.

바이오틴은 아미노산 라이신 (Lys)과 같은 상업적 제품이다. H₂N-Q-NH₂ 다이아민은 시중에서 구입가능하고 임의의 경우에는 공지된 방법을 이용하여 여러 단계로 제조될 수 있다.

일차 아민기의 보호는 적합한 보호기, 예컨대, 예를 들면, Boc 또는 Fmoc, 및 임의의 경우에는 문헌에 보고된 것들로부터 발견될 수 있는 보호기를 이용하여 용이하게 달성된다 (예를 들면, 문헌 [T.W. Greene, P.G.M. Wuts, "Protective groups in organic synthesis", 3rd Ed., J. Wiley & Sons, Inc., New York, 1999; Handbook of Reagents for Organic Synthesis, Oxidizing and Reducing Agents", Edited by S.D. Burke and R.L. Danheiser, J. Wiley &Sons, Inc., New York, 1999] 참고).

별법으로, A가 CO 기인 경우, 화학식 (I) 화합물은 단계 c가 누락된 상기에 보고된 계획에 따라 제조될 수 있다. 바이오틴의 -COOH 기의 활성화는 펩타이드 합성의 공지된 방법에 따라 달성될 수 있고 (P. Lloyd-Williams, F. Albericio, E. Giralt, "Chemical Approaches to the Synthesis of Peptides and Proteins", CRC Press, Boca Raton, New York, 1997); 만약 결합이 α,ω-다이아미노산 (즉, Lys)을 이용하여 수행된다면, 이 반응은 적합한 수지 상에 상기 아미노산을 부착시킨 후 이어서 고상 펩타이드 합성 기술에 공지된 방법에 따라 수행된다.

본 명세서에 기술된 발명의 범위 내에서 파악되는 복합체를 생산하기 위하여 방사성 동위원소와 본 발명에 따른 화합물의 접합은, 예를 들면, 문헌 (Paganelli, Chinol 등, European Journal of Nuclear Medicine Vol. 26, No 4; April 1999; 348-357)에 기술된 바와 같이, 당해 분야에 공지된 전형적인 방법을 이용하여 수행된다.

본 발명의 바람직한 화합물들 중의 하나는 A가 CH₂ 기이고, Q가 -(CH₂)_n-이고, 여기서 n이 바람직하게는 6이고, c = d가 3 또는 6이고, R' = R"이 - Λ이고, 여기서 m은 1이고, Y는 항상 -CH₂-COOH이고; X는 수소이고, p는 2인 화합물이다 (DOTA 킬레이트제).

이 바람직한 화합물을 제조하기 위한 방법은 하기 단계를 포함한다:

a) 바이오틴의 카복실기와, 필요에 따라, 적절히 보호된, 예를 들면, Boc기로 보호된, 헥사메틸렌다이아민의 일차 아민기 사이의 아마이드 결합 형성;

b) 헥사메틸렌다이아민의 아민기의 탈보호;

c) 아마이드기의 아민기로의 환원;

d) c = d가 3 또는 6이고, V = L이 Fmoc 보호기인 화학식 (III) 아민과의 접합.

e) 수득된 아민의 탈보호;

f) 킬레이터 -Λ와의 접합.

본 명세서에 기술된 발명에 따른 방법에서 단계 a)는 바이오틴 카복실기와 헥사메틸렌다이아민-Boc의 일차 아민기 사이에 아마이드 결합을 형성하는데 있다. 상응하는 아마이드를 형성하기 위하여 헥사메틸렌다이아민-Boc의 아민기와 반응하는 극도로 활성인 에스테르를 in situ로 형성하기 위하여 바이오틴을 HATU로 처리하였다. 고상에서 펩타이드 합성을 위해 모두 상기에 사용된, 이 활성화 기작은 염기성 매질을 요구한다. 상기 염기가 활성 에스테르와 반응하는 것을 방지하기 위하여, 다이-아이소프로필에틸아민(DIPEA) 또는 N-메틸몰포린(NMM)과 같은 삼차 유기 염기가 사용된다. 헥사메틸렌다이아민의 두 아민기 중의 하나를 Boc(ter-부틸옥시카보닐)로 보호하는 것은 다이아민 사슬의 양 말단에 대한 바이오틴 결합을 방지하기 위해 요구된다. 최종 생성물이 용매(DMF)의 증발 및 물로의 침전 후에 반응 매질로부터 분리된다. 프로판올로 재결정된, 생성물을 ¹H-NMR, 원소 분석 및 ESI-MS로 특성을 분석하였다. 반응 수율은 약 88%이다.

단계 b)에서는, 바이오티닐-헥사메틸렌다이아민-Boc가 약 3 M의, AcOEt/HCl 혼합물에 용해되어 Boc 기를 분리시킨다. 용매 혼합물을 제거한 후, 생성물을 동결 건조하여 HCl을 완벽하게 제거한다. 이 시료를 염기성 pH에서 수성 용액으로 재결정화시켜 정제한 후 ¹H-NMR 및 TLC로 분석하였다.

단계 c)에서, 아마이드기의 환원은 BH₃THF를 이용하여 수행되었다. 상기 환원제가 극히 반응성이기 때문에, 이 공정은 무수 조건 하에서 수행되어야만 한다. 출발 생성물을 반응 전에 진공 하에서 유지시킨 후 무수 THF (나트륨 및 벤조페논으로 증류됨)에 용해시켰다. 반응 혼합물을 아마이드기의 완벽한 환원 (¹H-NMR 스펙트럼으로 관찰됨)이 일어날 때까지 질소 기체 하에서 환류시켰다. 용매를 감압 하에서 증발시킨 후, 반응 혼합물을 HCl 수성 용액으로 처리하였다. 상기 산 용액을 동결 건조시킨 후, 그 생성물을 염기성 pH 하에서 수성 용액으로부터 재결정화시켜 정제한 후 역상 컬럼 크로마토그래피로 분석하였다. 생성물의 분석은 그의 순도를 나타내는 분석 TLC에 의해 수행되었다. 반응 수율은 약 55%이다.

단계 d)는 용매로서 NMP 내에서 HATU/NMM 시스템을 이용한 활성화에 의해 보호된 아민 (III)과 환원된 바이오티닐-헥사메틸렌다이아민의 접합 반응을 제공하였다.

단계 e)에서, Fmoc 기는 염기 피페리딘을 이용하여 제거되었다.

단계 f)는 두 개의 DOTA 기의 결합을 제공하였고, 수성 매질 내에서 아마이드 결합의 형성을 위한 특정 시약을 사용하여 수행되었다: 1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보다이이미드 염산염 (EDC), 및 설포-NHS. DOTA (바이오틴 유도체에 대하여 4 몰 당량)를 물에 용해시키고 네 개의 카복실기 중 하나를 대부분 활성화시키기에 적합한 pH 수치로 적정하였다 (G. Sabatino, M. Chinol, G. Paganelli, S. Papi, M. Chelli, G. Leone, A. M. Papini, A. DeLuca and M. Ginanneschi, J. Med. Chem. 2003, 46, 3170-3173). 이러한 방식으로, 본 발명자들은 부 생성물이 얻어질 가능성을 감소시킬 수 있다. 염기성 용액에 설포-NHS 및 이어서 EDC를 첨가하였다. in situ로 활성 에스테르의 형성 후, 잔존하는 용액의 pH가 약 7.5인지 조사하면서 환원된 바이오티닐-헥사메틸렌다이아민의 N,N-비스-알킬아미노 글라이신 유도체를 첨가하였다. 조 생성물의 예비-정제를 SPE (고상 추출)에 의해 수행하였고 본 정제를 반-합성 RP-HPLC를 이용하여 수행하였다.

본 명세서에 기술된 발명의 목적은, 방사성 동위원소와의 복합체 형태로, 또는 상기 화학식 (I) 화합물의 경우에, 본 명세서에 기술된 발명에서 지시하는 질환의 치료에 유용한 다른 활성 성분, 예컨대, 항암 활성을 갖는 다른 생성물과 병용하여; 또는 개별적인 용량 형태 또는 병용 치료에 적합한 형태로, 하나 이상의 화학식 (I) 화합물을 그들의 활성 성분으로서 포함하는 약학 또는 진단 조성물이다. 본 발명에 따른 상기 활성 성분은 예컨대, 예를 들면, 문헌("Remington's Pharmaceutical Sciences Handbook", 최종판)에 기술된 것들과 같이, 약학적 기술 분야에 통상적으로 사용되는 적합한 담체 및/또는 부형제와의 혼합물의 형태일 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 치료학적 유효량의 활성 성분을 포함해야만 할 것이다. 1회 투여량은 치료되는 질환의 유형, 환자의 상태에 따라, 또는 동시에 이루어지는 다른 활성 성분의 복용에 따라, 당해 분야의 전문가, 예를 들면 임상의 또는 1차 진료 의사에 의해 결정될 것이다.

약학 조성물의 예시는 비경구 또는 국소부위 투여를 허용하는 것들이다. 이 목적에 적합한 약학 조성물은 용액, 현탁액, 또는 사용 시점에 재구성되는 동결건조 형태이다.

본 발명의 상업적 적용에 적합한 형태는, 예를 들면, 유럽 특허 제0 496 074호에 기술되고, Paganelli, Chinol 등에 의해 기고되어 문헌(European Journal of Nuclear Medicine Vol.26, No4; April 1999; 348-357)에 공개되고, 미국 특허 제5,968,405호 및 관련 문헌에 기술된 바와 같은, 암 방사선 요법을 위한 킷트이다.

본 명세서에 기술된 발명의 다른 목적은 방사능을 이용한 종양의 치료 또는 진단을 위한 킷트로, 상기 킷트의 하나 이상의 성분은 화학식 (I) 화합물 또는 적합한 방사성 동위원소와 이들의 복합체들 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 화합물은 종양의 치료 및 진단을 위한 치료 및/또는 진단 제제의 제조에 유용하다.

진단 및/또는 치료 용도(앞서 설명된 바와 같이)를 위해 방사성 동위원소와 결합한 후에, 본 발명에 따른 화합물은 다른 의학적 적용을 위한 아비딘 콜로이드의 방사능 표지 제조에 유용하다.

예를 들어, 이들은 항암 방사성 의약품, 예컨대, 예를 들면, EP 특허 제0 496 074호에 기술되고, Paganelli, Chinol 등에 의해 기고되어 문헌(European Journal of Nuclear Medicine Vol.26, No4; April 1999; 348-357)에 공개되고, 미국 특허 제5,968,405호 및 관련 문헌에 기술된 바와 같은, 항암 방사성 의약품을 이용한 종양 치료에 사용될 수 있다.

하기 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

비스 DOTA - C ₃ 의 제조 - 화합물 4

화합물 4의 제조는 이하 첨부에 보고된 단계들에 따라 수행되었다.

환원된 바이오틴아미도헥실아민 (r- BHD )의 합성 - 화합물 1

화합물 1의 자세한 합성 과정 및 물리-화학적 특성은 문헌 (G. Sabatino, M. Chinol, G. Paganelli, S. Papi, M. Chelli, G.Leone, A. M. Papini, A. De Luca, 및 M. Ginanneschi, J. Med. Chem., 2003, 46, 3170-3173)에 보고되어 있다. 이하 첨부에 보고된 생성물의 NMR 스펙트럼은 배리언 (Varian) 400 상에서 DMSO-d₆ 용액 중에서 기록되었다. 본 실시예의 N,N-비스[3-(Fmoc-아미노)프로필]글라이신은 황산칼륨염으로서 플루카사 (Fluka, Switzerland)로부터 구입하였다.

N,N-비스[(3-아미노)프로필]글라이신과 r- BHD 접합체의 합성 - 화합물 2

NMP (0.5 mL) 중의 HATU (66.5 mg, 0.175 mmol, 0.7 mole eq.)를 NMP (1 mL) 중의 N,N-비스[3-(Fmoc-아미노)프로필]글라이신 황산칼륨염 (115.5 mg, 0.15 mmol, 0.6 mole eq.) 및 NMM (33.05 μL, 0.3 mmol, 1.2 mole eq.)의 용액에 첨가하였다. 이 용액을 NMM (27.5 μL, 0.25 mmol, 1 mole eq.)을 포함하는 NMP (5 mL) 중의 r-BHD (화합물 1) (100 mg, 0.25 mmol)의 현탁액에 5분간 한 방울씩 첨가하였다. RP-HPLC (용출액: 20분에 30% 내지 100%의 B; t _R = 13.4분)로 반응을 추적하면서 이 반응 혼합물을 실온에서 교반하였다. 2.5시간 후, 화합물 1 (57.7 mg, 0.08 mmol, 0.3 mole eq.)을 반응 혼합물에 다시 첨가하였다. 2.5시간 후, 상기 반응을 정지시키고 용매를 감압 하에서 증발시켰다. 이 노란빛의 오렌지색 오일을 교반 하에 0℃에서 물에 현탁하면서 흰색의 침전물을 수득하였고 이를 RP-CC (LiChroprep RP-8, 40-63 μm; 170×20 mm; 용출액: CH₃CN/H₂O/HCl = 50:50:0.1, 1 mL/분)로 정제하여 화합물 2 (130 mg; 55% 수율)를 수득하였다. Fmoc-보호된 비스-아미노 유도체 (화합물 2)는 T.L.C. 정밀 검사 (CH₃CN/H₂O/HCl = 50:50:0.1)에 의해 순수한 것으로 나타났다.

¹HNMR (200 MHz, DMSO): δ 9.63 (br s, 1 H), 8.64 (br s, 3H), 7.87 (d, 4H), 7.65 (d, 4H), 7.43-7.27 (m, 8H), 6.41 (d, 2H), 4.31-4.14 (m, 8H), 3.85 (s, 2H), 3.14-3.03 (m, 11 H), 2.82-2.76 (m, 4H), 2.6 (d, 2H), 1.76-1.25 (m, 20H) ESI-MS (m/e): 계산치 [M + H]⁺ 944.5, 실측치 944.5.

Fmoc-보호된 비스-아민 유도체 (화합물 2) (88 mg, 0.09 mmol)를 25% 피페리딘 (5 mL)을 포함하는 DMF에 용해시켰다. 상기 용액을 실온에서 6시간 동안 교반 하에 보관하면서 RP-HPLC (20분에 30 내지 100% B; t _R = 16.7분)를 이용하여 반응을 관찰하였다. 그 후에 반응 혼합물을 감압 하에서 증발시켰고 조 오일을 최소량의 MeOH에 용해시킨 후 Et₂O로 침전시켰다. 회수된 고체를 에테르로 2회 세척하고, 물에 용해시킨 후 동결 건조시키고, SPE (고체상 추출; LiChroprep RP-18, 25-40 μm; 170×20 mm; 용출액: H₂O 100%-MeOH 4 내지 100%)로 정제하여 흰색의 생성물을 수득하였다. 용출 분획을 모아서 동결 건조시켜 탈보호된 비스-아민 (화합물 3) (30 mg, 75% 수율)을 수득하였다.

¹HNMR (200 MHz, CDCl₃): δ 8.12 (br s, 2H), 6.45 (s, 2H), 4.26 (m, 1 H), 4.12 (m, 1 H), 3.59-2.95 (m, 7H), 2.95-2.70 (m, 12H), 2.50 (d, 2H), 1.80-1.20 (m, 20H) ESI-MS (m/e): 계산치 [M + H]⁺ 443.6, 실측치 443.1.

비스 DOTA - C ₃ 화합물 4를 수득하기 위한 활성화된 DOTA 와 화합물 3의 접합

설포-NHS (26 mg, 0.12 mmol)를 H₂O (0.750 mL) 중의 DOTA·0.31H₂O (49.2 mg, 0.12 mmol) 용액에 첨가하였다. 그 후에 0.1 M NaOH로 pH를 6.5로 맞추고 H₂O (0.5 mL) 중의 EDC (23 mg, 0.12 mmol) 용액을 0℃에서 한 방울씩 첨가하였다.

이 반응 혼합물을 30분간 0℃에서 교반한 후 H₂O (0.750 mL) 중의 화합물 3 (15 mg, 0.03 mmol) 용액을 pH 7.8에서 5분간 한 방울씩 첨가하였다.

상기 반응을 RP-HPLC (30분에 5 내지 100%의 B; t _R = 16.4분)를 이용하여 조 사하였다.

2시간 후에 반응 혼합물을 동결 건조시키고 조 화합물을 SPE (고체상 추출; LiChroprep RP-18, 25-40 μm; 15×65 mm; 용출액: a) H₂O; b) H₂O 중 4% MeOH; c) 100% MeOH)로 예비-정제하였다. 추출된 분획을 HPLC로 조사하여 화합물 4가 분획 c에 주로 존재함을 확인하였다. 메탄올성 용액을 증발시키고 그 생성물을 RP-HPLC (30분에 5 내지 30%의 B: t _R = 16.4분)로 정제하여 흰색 고형물로서 순수한 비스-DOTA (화합물 4) (15 mg, 24% 수율)를 수득하였다.

ESI-MS: m/e 계산치 [M + H]⁺ 1272.7, 실측치 1272.7; [M - H]⁺ 1270.7, 실측치 1270.9. 분석 (C₅₆H_1O1N₁₅O₁₆S·6TFA·5H₂O) C, H, N.

표지 검사, 방사화학적 순도, 및 혈청 안정성 검사를 전술한 실시예에 기재된 화합물을 이용하여 수행하였다.

표지 검사는 2 mg/mL의 비스DOTA-C₃의 MilliQ 수용액을 이용하여 수행하였다. 1.0 mM 아세트산 나트륨 완충용액 (pH 5.0)을 비스DOTA-C₃에 첨가하였고, 이어서 1 mCi/7.2μg의 특이 활성도로 방사성 동위원소 염화 용액 (MCl₃, M=¹¹¹In, ⁹⁰Y, ¹⁷⁷Lu)을 첨가하였다. 최종적으로 이들 용액을 95℃에서 30분간 보관하였다.

방사화학적 순도 (RCP)를 결정하기 위하여, 실리카 겔 인스턴트 박막 크로마토크래피 (ITLC-SG)를 사용하였다. 방사능 표지된 혼합물의 분취액을 몰 과량의 아비딘 및 DTPA에 첨가한 후, 한 방울을 ITLC 띠 위에 떨어트리고 식염수로 현상하였다. 이 띠를 방사능-TLC 장치로 분석하였는데; 이 시스템에서, 비스DOTA-C₃ 및 아비딘에 의해 형성된 복합체는 그 원형대로 남게 되는 반면, 비결합된 방사능금속은 DTPA에 의해 복합체를 형성하여 용매 선단과 함께 이동한다. 전형적으로 얻어지는 RCP 값은 >96%이었다.

안정성 분석은 라디칼 소거제로서 아스코르브산 (AA)의 존재 및 부재 하에서 수행하였다. 표지된 분자들로부터 얻은 분취액을 4배 부피의 식염수 또는 AA 용액 (1.0 M 아세트산나트륨 완충용액 내 4 mg/mL, pH 5.0)과 함께 37℃에서 반응시켰다. 안정성 연구는 24 및 48시간 동안 수행하였고 RCPs는 앞서 기술된 ITLC-SG 방법을 이용하여 계산하였다. 그 결과, AA 존재 시에는, 방사능 표지된 M-비스DOTA-C₃가 48시간까지 안정하였음을 확인하였다.

Claims

화학식 (I) 화합물:

[화학식 (I)]

상기에서:

A는 CH₂ 또는 CO이고;

B는 H, CHO 또는 COOH이되;

단, A가 CH₂일 때, Q는 -(CH₂)_n- 기이고, 여기서 n은 4 내지 12의 정수이고, 이 경우 R은 부재이고; A가 CO일 때, Q는 -(CH₂)_a-CH(R-)-(CH₂)_b-로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 a 및 b는 독립적으로 O 내지 n-1의 정수이고 R은 하기와 같이 정의됨;

W는 C₁-C₁₂ 알킬렌 또는 C₂-C₁₂ 알케닐렌 선형 사슬 또는 기능화된 폴리에틸렌 글리콜; 또는 C₆-C₁₀ 방향족 잔기; 또는 글리코퓨라노즈 잔기이고; 혹은

W는, 단독으로 또는 -(CH₂)_C-NHR' 및 -(CH₂)_d-NHR" 사슬을 지지하는 질소 원자와 함께, O, N, S로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 5 또는 6 원의 헤테로고리기이고;

W가 방향족 잔기, 헤테로고리기 또는 당 모이어티일 때, -(CH₂)_C-NHR' 및 -(CH₂)_d-NHR" 사슬을 지지하는 질소 원자는 선택적으로 부재이고 -(CH₂)_C-NHR' 및 -(CH₂)_d-NHR" 사슬은 직접적으로 그리고 개별적으로 방향족 및 헤테로고리 환의 탄소 또는 질소 원자에 또는 글리코퓨라노즈 잔기의 산소 원자에 결합되고;

c 및 d는 개별적으로 3 내지 10의 정수이고;

R' 및 R"은, 개별적으로, -Λ이고, 여기서 -Λ는 화학식 (II) 거대고리 (macrocycle)이고:

[화학식 (II)]

상기에서 Y는 동일하거나 다르고 수소, 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬, -(CH₂)_m-COOH로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 m는 1 내지 3의 정수이고;

X는 수소, 또는 -CH₂-U 기이고, 여기서 U는 메틸, 에틸, p-아미노페닐로부터 선택되고, 혹은 X는 -(CHJ)₀-Z 기이고, 여기서 o는 1 내지 5의 정수이고, J는 수소, 메틸 또는 에틸이고, Z는 O, N-R₁로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 5 또는 6원의 헤테로고리기로, R₁은 수소 원자 또는 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬기, 및 S이고; 혹은 Z는 -NH₂, -NH-C(=NH-)-NH₂, 또는 -S-R₂로부터 선택되고 여기서 R₂는 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬기이고;

p는 2 또는 3의 정수이고;

R은 선형 또는 분지상 C₁-C₄ 알킬, 사이클로알킬, 헤테로고리 또는 - (CH₂)_q-T로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 T는 S-CH₃, -OH, 또는 -COOH로 구성된 군

으로부터 선택되고, q는 O, 1 또는 2임.
제 1 항에 있어서, 개별적으로 A가 CH₂이고, B가 H이고, Q가 -(CH₂)_n-이고, 여기서 n이 4 내지 8의 정수, 바람직하게는 6이고, c 및 d가 모두 3 또는 6이고, R' 및 R"이 -Λ이고, 여기서 Y는 항상 -CH₂-COOH이고; X가 수소이고, p가 2인, 화학식 1의 화합물.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화학식 (I)의 화합물과 방사성 동위원소의 복합체.
제 3 항에 있어서, 상기 방사성 동위원소가 Fe-52, Mn-52m, Co-55, Cu-64, Ga-67, Ga-68, Tc-99m, In-111, I-123, I-125, I-131, P-32, Sc-47, Cu-67, Y-90, Pd-109, Ag-111, I-131, Pm-149, Re-186, Re-188, At-211, Bi-212, Bi-213, Rh-105, Sm-153, Lu-177, 및 Au-198로 구성된 군으로부터 선택되는 복합체.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, Q가 -(CH₂)_n-이고, n이 4 내지 8의 정수, 바람직하게는 6이고, Y가 -CH₂-COOH이고 방사성 동위원소가 Y-90인 복합체.
적합한 담체 및/또는 부형제와의 혼합물로서, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물을 포함하는 약학 및/또는 진단 조성물.
종양 치료에 유용한 약품의 제조를 위한 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 화합물의 용도.
적합한 담체 및/또는 부형제와의 혼합물로서, 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중의 어느 한 항에 따른 복합체를 포함하는 약학 및/또는 진단 조성물.
항암 방사성 의약품으로서 제 3 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중의 어느 한 항에 따른 복합체의 용도.
킷트의 하나 이상의 성분이 제 1 항에 따른 화합물 또는 제 3 항에 따른 복합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 종양의 방사선 치료 또는 진단을 위한 킷트.