KR20110063861A

KR20110063861A - 글리신 1 운반체의 방사성표지된 억제제

Info

Publication number: KR20110063861A
Application number: KR1020117010147A
Authority: KR
Inventors: 다니엘라 알베라티; 에딜리오 마우리치오 보로니; 토마스 하르퉁; 로저 노르크로스; 엠마누엘 피나드
Original assignee: 에프. 호프만-라 로슈 아게
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-06-14
Also published as: TWI449537B; SI2342197T1; BRPI0921795B1; US20100111862A1; RU2011118230A; BRPI0921795A2; ZA201102521B; CN102186844A; KR101307671B1; JP5543477B2; CA2739869C; AR074084A1; PL2342197T3; AU2009312891B2; CN102186844B; PE20110434A1; EP2342197B1; US8153679B2; MX2011004350A; BRPI0921795B8

Abstract

본 발명은 글리신 1 운반체 작용기의 표지 및 진단적 영상화에 유용한 글리신 1 운반체(GlyT1)에 대한 하기 화학식 I의 신규한 방사성표지된 억제제에 관한 것이다. 화학식 I의 방사성표지된 화합물이 글리신 1 운반체 작용기의 표지 및 진단적 분자 영상화를 위한 양전자 방출 단층촬영(PET) 방사성추적자로서 사용될 수 있음이 밝혀졌다:
화학식 I

상기 식에서,
R¹은 이소프로폭시 또는 2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시이고;
R²는 방사성표지된 기 CH₃이되, 방사성핵종은 ³H 또는 ¹¹C이다.

Description

글리신 1 운반체의 방사성표지된 억제제{RADIOLABELLED INHIBITORS OF THE GLYCINE 1 TRANSPORTER}

본 발명은 글리신 1 운반체 작용기의 표지 및 진단적 영상화에 유용한 글리신 1 운반체(GlyT1)에 대한 하기 화학식 I의 신규한 방사성표지된 억제제에 관한 것이다:

[화학식 I]

상기 식에서,

R¹은 이소프로폭시 또는 2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시이고;

R²는 방사성표지된 기 CH₃이되, 방사성핵종은 ³H 또는 ¹¹C이다.

화학식 I의 방사성표지된 화합물이 글리신 1 운반체 작용기의 표지 및 진단적 분자 영상화를 위한 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography: PET) 방사성추적자(radiotracer)로서 사용될 수 있음이 밝혀졌다.

분자 영상화는 PET, 핵 자기 공명, 근적외선 또는 다른 방법에 의해 시각화되는 분자 프로브(예컨대, 방사성추적자)와 생물학적 표적(예컨대, 분자 프로브를 결합하거나 보유할 수 있는 수용체, 효소, 이온 채널 또는 임의의 다른 세포 성분)의 선택적이고 특이적인 상호작용에 기초한다. 핵 의학 영상화 양상인 PET는 소정 기관내의 생물학적 표적의 분포, 또는 이러한 기관 또는 세포의 대사 활성, 또는 기관에 진입하고/하거나 생물학적 표적에 결합하고/하거나 생물학적 과정을 개질하는 약물의 능력에 대한 중요한 정보를 제공하는 3차원 영상을 제공하는데 이상적으로 적합하다. PET가 비-침습적 영상화 기술이므로, 인간과 동물내의 질병의 병리생리학 및 소정 분자 표적 또는 세포적 과정에 대한 약물의 작용을 조사하는데 사용될 수 있다. 소정 분자 표적에 대해 특이적인 PET 방사성추적자의 이용가능성은 약물 개발 및 약물의 작용 기전의 이해를 용이하게 할 수 있다. 또한, PET 방사성추적자는 질병의 결과로서 발생하는 병리생리학적 변화를 측정함으로써 질병의 진단을 용이하게 할 수 있다.

글리신 운반체 억제제는 신경학적 및 신경정신학적 질환의 치료에 적합하다. 관련된 다수의 질병 상태는 정신병, 정신분열증(문헌[Armer RE and Miller DJ, Exp. Opin. Ther. Patents, 11 (4): 563-572, 2001]), 정신병성 기분 장애, 예컨대 심각한 주요 우울 장애, 정신 질환, 예컨대 급성 조병 또는 우울증과 관련된 기분 장애, 양극성 질환과 관련된 기분 장애, 및 정신분열증과 관련된 기분 장애(문헌[Pralong ET et al., Prog. Neurobiol., 67: 173-202, 2002]), 자폐증 장애(문헌[Carlssonml, J. Neural Trans,. 105: 525-535, 1998]), 인지 장애, 예를 들어 치매, 예컨대 알츠하이머 유형과 관련된 노인성 치매 및 연령-관련된 치매, 포유동물, 예컨대 인간의 기억 장애, 주의력 결핍 장애 및 통증(문헌[Armer RE and Miller DJ, Exp. Opin. Ther. Patents, 11 (4): 563-572, 2001])이다.

인간의 뇌는 수백만의 상호연통하는 뉴런으로 이루어진 복잡한 기관이다. 질병과 관련된 비정상의 이해는 효과적인 진단법 및 신규한 치료법의 미래 개발을 위한 핵심이다. 인간내의 생화학적 비정상의 연구는 신속하게 약물 발견 및 개발 과정의 본질적이고 필수적인 구성 요소가 되었다. 전통적으로, 신규한 약물의 발견 및 개발은 후속적으로 인간 투여 전에 살아있는 동물에서 시험될 유망한 선도 후보군을 선택하는 시험관내 기술에 큰 중요성을 두면서 수행되었다. 시험관내 시스템이 살아있는 시스템의 복잡성의 단지 일부만을 반영하고, 인간 질병의 생체내 동물 모델이 종종 인간 병리에 단지 가까울 뿐이므로, 이러한 과정의 초기 단계에서 살아있는 인간내의 약물-수용체 상호작용의 확고한 이해가 신규한 치료법의 효율적이고 적절한 발견 및 개발을 더욱 촉진하는 주요한 구동력이 될 것이라는 인식이 증가하고 있다. 최근 수년에 걸쳐, 병리, 질병의 진행 과정 및 약물 작용을 평가하기 위한 인간의 의학적인 영상화의 사용이 증가하고 있다. 이러한 영상화 양상은 PET, MRI, CT, 초음파, EEG, SPECT 등을 포함한다(문헌[British Medical Bulletin, 2003, 65, 169-177]). 따라서, 비-침습성 영상화 양상, 예컨대 PET의 사용은 미래의 약물 개발을 위한 중요한 수단이다. 비-침습성 핵 영상화 기술은 다양한 살아있는 대상의 생리학 및 생화학에 관한 기본적이고 진단적인 정보를 수득하는데 사용될 수 있다. 이러한 기술은 이러한 살아있는 대상에게 투여된 방사성추적자로부터 방출된 방사선을 검출할 수 있는 정교한 영상화 기기의 사용을 필요로 한다. 수득된 정보가 재구성되어 시간의 함수로서 방사성추적자의 분포를 나타내는 평면적인 단층 영상을 제공할 수 있다. 방사성추적자의 사용은 대상의 구조, 기능 및 가장 중요하게는 생리학 및 생화학에 대한 정보를 함유하는 영상을 생성할 수 있다. 이러한 많은 정보는 다른 수단에 의해서는 수득될 수 없다. 이러한 연구에 사용되는 방사성추적자는 대상의 생리학 또는 생화학에 관한 특이적인 정보의 측정을 가능하게 하는 한정된 거동을 갖는다. 현재, 방사성추적자는 심장 기능, 심근 혈류, 폐 관류, 간 기능, 뇌 혈류, 국부 뇌 포도당 및 산소 대사에 관한 유용한 정보를 수득하는데 이용가능하다(국제특허공개 제WO 2007/041025호).

또한, PET 영상화는 약물 개발의 초기 단계에 인간내의 정상 및 비정상 신경화학의 비-침습성이고 정량적인 분석을 제공한다. 추적자 투여량의 표지된 화합물은 신규한 약물의 하기 초기 평가를 가능하게 한다: 생체-분포 연구; 약물-투여 섭생법 및 약물 작용의 특징적인 다운스트림 반응을 최적화하는 수용체 점유 연구. 비-침습성 기술을 사용하는 인간내의 질병 기전의 이해는 질병 및 신규한 치료법의 진단 및 관리에 있어서 미래의 개발과 직접적으로 관련된다.

PET에 통상적으로 사용되는 방사성핵종은 ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O 또는 ¹⁸F를 포함한다. 원칙적으로, 모든 약물을 모 화합물의 유사체로 표지하는 것이 가능하지만, 단지 소수만이 인간의 생체내에서 조영제(imaging agent)로서 적용가능함이 밝혀졌다. ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O 및 ¹⁸F의 방사성 반감기는 각각 20, 10, 2 및 110분이다. 이러한 짧은 반감기는 PET를 사용하여 생체내 생물학적 과정을 탐지하는 추적자로서의 이의 용도에 다수의 이점을 부여한다. 동일한 날짜내의 동일한 대상에서의 반복 연구가 가능하다. 정의가 명확한 화합물내의 약물-투여량-효소/수용체 점유 관계를 측정하는 도구로서 PET의 사용이 증가되고 있다. 표적 수용체 또는 효소에 특이적으로 결합하는 PET 방사성추적자의 사용은 뇌에 진입하고 표적 부위에 결합하는 약물의 능력; 소정 투여량의 약물에 의해 생성된 표적 부위의 점유도; 점유의 시간-경과; 및 해당 약물의 상대적인 혈장 및 조직 동력학에 대한 정보를 제공할 수 있다.

점유 연구는 연구되는 약물 후보군과 통상적으로 동일하지 않는 PET 방사성추적자를 사용하여 수행된다(문헌[British Medical Bulletin, 2003, 65, 169-177]).

본 발명의 목적은 글리신 1 운반체의 생체내 PET 영상화를 위한 신규한 방사성추적자를 발견하는 것이다. 수득된 화학식 I의 방사성표지된 화합물이 인간내의 글리신 1 운반체를 시각화하기 위한 조영제로서 사용가능한 잠재력이 있음이 밝혀졌다. 본 발명은 하기 화학식 I-A, I-B, I-C 및 I-D의 방사성표지된 화합물을 포함한다:

[화학식 I-A]

[화학식 I-B]

[화학식 I-C]

[화학식 I-D]

본 발명의 추가의 양태는 GlyT1 리간드로서 사용하기 위한, GlyT1 결합 연구에 사용하기 위한, 및 PET 방사성추적자로서 사용하기 위한 화학식 I의 화합물이다.

또한, 본 발명의 화합물은 포유동물의 뇌내의 GlyT1의 진단적 영상화에 사용될 수 있다.

본 발명은 효과량의 화학식 I의 화합물을 포유동물에게 투여함을 포함하는 GlyT1 운반체의 진단적 영상화 방법, 및 이러한 검출이 필요한 경우, 효과량의 화학식 I의 화합물을 포유동물에게 투여함을 포함하는, 포유동물 조직내의 GlyT1 작용기의 검출 방법을 포함한다.

본 발명의 목적은 포유동물의 뇌내의 GlyT1의 진단적 영상화용 약제의 제조를 위한 화학식 I의 화합물의 용도, 및 이러한 화합물 및 약학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약학 조성물이다.

GlyT1 운반체 억제제는 정신병, 통증, 기억 및 학습 기능이상, 정신분열증, 치매 및 인지 과정이 손상된 다른 질병, 예컨대 주의력 결핍 장애 또는 알츠하이머병과 같은 질병의 치료에 유용하다. 바람직한 적응증은 정신분열증이다.

정신분열증은 망상, 환각, 사고 장애 및 정신병과 같은 일시적인 양성 증상, 및 맥이 빠진 정동, 손상된 주의력 및 사회적 위축과 같은 지속적인 음성 증상, 및 인지 손상을 특징으로 하는 진행적이고 파괴적인 신경학적 질병이다.

비-방사성표지된 화합물은 종래 기술에 공지되어 있고, 국제특허공개 제WO 2006/082001호에 GlyT1 운반체 억제제로서 기술되어 있다.

반응식 1은 R²가 방사성표지된 기인 화학식 I의 화합물을 위한 합성 경로를 나타낸다:

[반응식 1]

화학식 II의 화합물을 염기, 예컨대 세슘 카본에이트, 및 R²가 ³H 및 ¹¹C로부터 선택된 방사성핵종이고, X가 이탈기, 예컨대 요오드인 화학식 III의 시약과 반응시킨다. 화학식 III 유형의 시약: [³H]메틸 요오다이드가 공지되어 있고 [¹¹C]메틸 요오다이드가 공지되어 있고 문헌[Larsen, P., Ulin, J., Dahlstrom, K. J. Label. Compds. Radiopharm. 37, 73-75, 1995]에 따라 제조된다.

반응식 2는 R¹이 (S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시인 화학식 II의 화합물의 합성을 위한 합성 경로를 나타낸다.

[반응식 2]

시판중인 오르토-플루오로 벤조산을 다이옥산과 같은 용매중에서 나트륨 하이드라이드와 같은 염기의 존재하에 (S)-1,1,1-트라이플루오로-프로판-2-올(CAS: 3539-97-7)과 반응시킴으로써 중간체 산 IV를 제조할 수 있다. 아미드 VI을 수득하기 위한 산 IV와 공지된 이소인돌린 V(국제특허공개 제WO 2006/082001호)의 커플링을 커플링제, 예컨대 TBTU, 및 염기, 예컨대 다이이소프로필에틸아민의 존재하에 용매, 예컨대 DMF중에서 달성할 수 있다. 설포닐 클로라이드 중간체 VII을 제공하기 위한 VI의 클로로설포닐화를 클로로설폰산의 존재하에 용매, 예컨대 다이클로로에탄중에서 수행할 수 있다. 설핀산 II로의 VII의 환원을 용매, 예컨대 DMF 및 물중에서 환원제로서 나트륨 설파이트를 사용함으로써 달성할 수 있다.

반응식 3은 R¹이 이소프로폭시인 화학식 II의 화합물의 합성을 위한 합성 경로를 나타낸다.

[반응식 3]

산 VIII(국제특허공개 제WO 2005/014563호)을 THF와 같은 용매중에서 염기, 예컨대 리튬 다이이소프로필아미드, 및 첨가제, 예컨대 TMEDA의 존재하에 시판중인 알킬화제, 즉 (요오도메틸)트라이메틸실란과 반응시킴으로써 중간체 IX를 제조할 수 있다. 아미드 X을 수득하기 위한 산 IX와 공지된 이소인돌린 V(국제특허공개 제WO 2006/082001호)의 커플링은 커플링제, 예컨대 TBTU, 및 염기, 예컨대 다이이소프로필에틸아민의 존재하에 용매, 예컨대 DMF중에서 달성될 수 있다. 설핀산 II로의 X의 변형은 TBAF의 존재하에 용매, 예컨대 THF중에서 달성될 수 있다.

약어

TBTU O-벤조트라이아졸릴 테트라메틸이소우로늄 테트라플루오로보레이트

DMF 다이메틸폼아미드

TBAF 테트라부틸암모늄 플루오라이드

THF 테트라하이드로푸란

TMEDA 테트라메틸에틸렌다이아민

MTBE 메틸-tert-부틸 에터

LDA 리튬 다이이소프로필아미드

상기한 바와 같이, 화학식 I의 방사성표지된 화합물이 글리신 1 운반체 작용기의 표지 및 진단적 분자 영상화를 위한 PET 리간드로서 사용될 수 있음이 밝혀졌다.

상응하는 표지되지 않은 화합물 [5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 (2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온은 각각 0.028 및 0.014의 IC₅₀ 값(μM)으로 시험관내에서 GlyT1 운반체에 대해 활성이다. 시험 방법은 국제특허공개 제WO 2006/082001호에 기술되어 있다.

래트 뇌의 방사선사진 연구(autoradiographic study)

[³H][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [³H](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온의 결합 부위의 분포를 래트 뇌에서 조사하였다.

수컷 위스타(Wistar) 래트를 본 실험에 사용하였다. 래트를 희생시키고, 이의 뇌를 신속히 제거하고, 드라이아이스 분말에서 냉동시켰다. 10㎛-두께 시상봉합 구획을 크라이오스탯(Cryostat)에서 절단하고, 점착 유리 슬라이드상에 쏘-마운팅(thaw-mounting)하였다. 뇌 구획을 37℃의 링거(Ringer) 완충액(NaCl 120mM, KCl 5mM, CaCl₂ 2mM, MgCl₂ 1mM, 트리스(Tris)-HCl 50mM, pH 7.4)에서 먼저 10분 동안, 이어서 [³H][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 또는 [³H](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온을 1nM 농도로 함유하는 37℃의 링거 완충액에서 60분 동안 항온처리하였다. 방사성추적자의 비-특이적-결합(NSB)의 평가를 위하여, 구획의 추가 군을 방사성추적자 및 기준물 GlyT1 억제제 Org 24598을 10㎛ 농도로 함유하는 링거 완충액에서 항온처리하였다(37℃에서 60). 항온처리가 끝날 때, 구획을 빙냉(4℃) 링거 완충액에서 2 x 5분 및 1 x 15분 세정한 후, 4℃의 증류수에 3회 신속하게 침지시켰다. 슬라이드-마운팅(slide-mounting)된 뇌 구획을 차가운 공기의 흐름하에 건조하고, [³H]-마이크로스케일과 함께 후지 이미징(Fuji Imaging) 플레이트에 5일 동안 노출시켰다. 이어서, 이미징 플레이트를 후지필름(FujiFilm) 고해상 플레이트 스캐너에서 스캐닝(scannig)하였다. 해당 뇌 영역에 결합된 방사성추적자의 총량을 MCID 영상 분석 프로그램을 사용하여 측정하고, 결합된 방사성추적자의 fmol/단백질의 mg으로 표시하였다. GlyT1 캐리어에 특이적으로 결합된 [³H][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온의 양을 식 SB = TB - NSB에 따라 계산하였다.

수득된 결과는 [³H][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [³H](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온의 결합 부위의 분포가 GlyT1 운반체의 공지된 분포에 상응함을 나타냈다(문헌[Cubelos B., Gimenez C., Zafra F., Cereb Cortex 15, 448-459, 2005; Zafra F., Aragon C., Olivares L., Danbolt NC, Gimenez C., Storm-Mathisen J., J Neuroscience. 15, 3952-69, 1995]). 고밀도의 결합 부위가 시상, 뇌간, 뇌교, 연수 및 소뇌에서 관찰되었다. 저밀도가 선조체, 피질 및 해마에서 관찰되었다. 방사성추적자와 고농도의 특이적인 GlyT1 억제제 Org 24598 또는 다른 특이적인 GlyT1 억제제의 공동-항온처리가 래트의 뇌 구획에 대한 [³H][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [³H](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온] 둘다의 결합을 완전히 파괴하였고, 이는 방사성추적자가 둘다 GlyT1 운반체에 결합함을 확증한다.

비비의 생체내 PET 연구

(1) [ ¹¹ C](2- 이소프로폭시 -5- 메탄설포닐 - 페닐 )-[5-( 테트라하이드로 -피란-4-일)-1,3- 다이하이드로 - 이소인돌 -2-일]- 메탄온 및 [ ¹¹ C][5- 메탄설포닐 -2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1- 메틸 - 에톡시 )- 페닐 ]-[5-( 테트라하이드로 -피란-4-일)-1,3- 다이하 이드로-이소인돌-2-일]-메탄온을 사용하는 PET 영상화

하기 실험을 수컷 비비(파피오 아누비스(papio anubis))에서 수행하였다. 동물을 PET 연구 전 12시간 동안 금식시켰다. 먼저 라이트 플레인(light plane) 단계의 마취를 달성하기 위하여 5 내지 7mg/kg의 제한된 투여량의 케타민 하이드로클로라이드를 근육내 투여하여 비비를 진정시키고, 이어서, 0.3 내지 0.4mg/kg/시의 연속적인 프로포폴(Propofol) 정맥내 주입을 유지하였다(다이프리반(DIPRIVAN: 등록상표)) 주사용 에멀젼). 등장성 염수의 주입에 의해 순환 부피를 유지하였다. 대퇴 동맥 카테터를 혈액 샘플링을 위해 삽입하였다. 심박수, ECG, 혈압(스페이스랩스 모니터(Spacelabs Monitor), 미국 워싱턴주 이사콰 소재) 및 산소 포화도(넬코르 옥시맥스(Nellcor OxiMax: 등록상표) N-600(상표) 펄스 옥시미터(Pulse Oximeter), 미국 캘리포니아주 플레제톤 소재)를 비롯한 생리적인 바이탈 사인을 연구 전반에 걸쳐 연속적으로 모니터링하였다. 동물을 ECAT HRRT(등록상표) 뇌 PET 스캐너(하이 레졸루션 리서치 토모그래프(High Resolution Research Tomograph), 씨피에스 이노베이션스 인코포레이티드(CPS Innovations, Inc.), 미국 테네시주 녹스빌 소재)에 위치시켰다. 재현가능한 정착을 위한 머리 고정기에 부착된 열가소성 마스크를 사용하여 동물의 머리를 고정하였다. 1mCi Cs-137 점광원을 사용하는 6분 전송을 감쇠 보정을 위해 먼저 수행하였다. [¹¹C](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [¹¹C][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온을 1분 일시 주사로서 정맥내 투여하였다. PET 스캐닝 및 동맥 혈액 샘플링을 방사성추적자 투여의 시작 시 개시하였고, 방사성추적자의 투여에 이어서 PET 영상을 0분부터 90분까지 획득하였다.

이러한 영상화 연구의 결과는 방사성추적자 [¹¹C](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [¹¹C][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온이 둘다 투여 후 20 내지 30분에서의 피크 흡수 및 연구의 나머지 기간에 걸친 느린 감소를 나타내는 시간 방사능 곡선(time activity curve)에 의해 여러 뇌 영역에 신속히 흡수됨을 나타냈다. 방사성추적자 둘다의 국지적인 분포는 피질 영역에 비해 뇌교, 뇌간, 소뇌 및 시상에서 보다 높은 축적을 갖는 글리신 운반체 1(GlyT1)의 공지된 분포를 반영하였다(문헌[Cubelos B., Gimenez C., Zafra F., Cereb Cortex 15, 448-459, 2005]).

(2) 약리적인 공격에 의한 PET 영상화

이러한 실험은 GlyT1을 함유하는 것으로 공지된 뇌 영역에서의 [¹¹C](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [¹¹C][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온의 흡수를 차단하는 표지되지 않은 GlyT1 억제제의 능력을 실험하였다. [5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 (2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온이 둘다 선택적인 GlyT1 억제제이므로, 이러한 화합물중 하나인 [5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온을 하기 실험을 위해 선택하였다.

각각의 동물은 동일한 날에 방사성추적자의 2회의 순차적인 투여를 수용하였다. 방사성추적자의 제 1 투여를 방사성추적자 기준선 흡수를 결정하는데 사용하였다. 기준선 스캔에 이어서, 비비는 표지되지 않은 [5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온(차단제)의 정맥내 투여를 수용하였다. 차단제 주입을 (제 2) 방사성추적자 주사 20분 전에 시작하였다. 차단제를 먼저 0.2 mg/kg의 투여량으로 주입하였다. 10분 후, 유속을 연구의 나머지 100분 동안 0.5 mg/kg을 전달하도록 변경하였다. 예비적인 약동학적 실험 및 데이터의 모델링은 주입 속도가 PET 스캔 시간 간격 동안 일정한 혈장 수준의 [5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온을 생산함을 나타냈다.

차가운 [5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온(선택적인 GlyT1 억제제)에 의한 예비처리는 방사성추적자 [¹¹C](2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 및 [¹¹C][5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온 둘다의 특이적인 흡수를 완전히 차단하고, 뇌 전반에 걸친 방사성의 균질한 분포를 야기하였다. 이러한 결과는 GlyT1 운반체에 대한 방사성추적자 둘다의 특이성을 확증하고, GlyT1 운반체에 대한 이들의 결합이 GlyT1 운반체에 결합하는 표지되지 않은 약물에 의해 감소될 수 있음을 명백히 나타냈다.

본 발명의 화합물은 중추신경계의 질환, 예를 들어 정신분열증, 인지 손상 및 알츠하이머병의 진단에 도움을 줄 수 있는 진단적인 도구이다.

화학식 I의 화합물은 약학 제제의 제조를 위한 약학적으로 불활성인 무기 또는 유기 담체에 의해 처리될 수 있다.

투여량은 광범위한 한계내에서 변할 수 있고, 당연히 각각의 구체적인 경우에 개별적인 조건에 따라 조정되어야 한다.

방사성표지된 억제제는 바람직하게는 정맥내로 투여된다.

주사 용액은 하기 조성을 가질 수 있다:

하기 실시예는 본 발명을 예시하지만, 이의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

실시예

실시예 1

[ ³ H-메틸]-[5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

(a) 단계 1

2-((S)-2,2,2- 트라이플루오로 -1- 메틸 - 에톡시 )-벤조산

36.0g(316mmol)의 (S)-1,1,1-트라이플루오로-프로판-2-올(CAS: 3539-97-7)을 200㎖의 다이옥산중 17.0g(425mmol)의 NaH(pract., 60%)의 차가운(0 내지 5℃) 현탁액에 첨가하였다. 현탁액을 실온에서 0.5시간 동안 교반한 후, 냉각하고(0 내지 5℃), 100㎖의 다이옥산중 20.0g(143mmol) 2-플루오로-벤조산을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 0.5시간 동안 및 환류하에 140시간 동안 교반하였다. 혼합물을 800㎖의 물에 붓고, 300㎖의 MTBE로 세척한 후, 염산으로 pH 2까지 산성화시키고, 생성물을 MTBE로 추출하였다. 용매를 진공중에 농축하고, 잔사를 에탄올/물로부터 결정화시켜 백색 고체로서 27.3g(82%)의 표제 화합물을 수득하였다. MS (m/e): 234.1 [M]⁺.

(b) 단계 2

[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-[2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-메탄온

9㎖ DMF중 0.9g(3.8mmol) 2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-벤조산의 용액에 실온에서 아르곤하에 1.4g(4.2mmol) TBTU, 3.3㎖(19.2mmol) N-에틸다이이소프로필아민 및 최종적으로 0.8g(3.8mmol) 5-(테트라하이드로-피란-4-일)-2,3-다이하이드로-1H-이소인돌(CAS: 905274-50-2)을 첨가하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 용매를 진공중에 제거하고, 잔사를 에틸 아세테이트에 용해시켰다. 용액을 물로 2회 및 포화 NaHCO₃ 용액으로 2회 세척하고, Na₂SO₄상에서 건조하고, 여과하고, 진공중에 농축하였다. 조질 오일을 헵탄 및 에틸 아세테이트로부터 형성된 구배를 사용하여 용리하는 실리카상 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 황색 오일로서 1.5g(93%)의 표제 화합물을 수득하였다. MS (m/e): 420.2 [M+H]⁺.

(c) 단계 3

3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-4-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-벤젠설포닐 클로라이드

2㎖의 1,2-다이클로로에탄중 0.2g(0.47mmol) [5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-[2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-메탄온의 용액을 빙 욕 냉각하에 0.32㎖(4.7mmol) 클로로설폰산에 적가하였다. 혼합물을 실온에서 30분 동안 및 이어서 55℃에서 30분 동안 교반하였다. 혼합물을 빙 욕에서 냉각하고, 2㎖ 물을 적가하여 급랭시켰다. 혼합물을 다이클로로메탄으로 희석하였다. 유기 층을 분리하고, 수성 층을 다이클로로메탄으로 2회 추출하였다. 합한 다이클로로메탄 추출물을 Na₂SO₄상에서 건조하고, 여과하고, 진공중에 농축하였다. 수득된 포말을 에틸 아세테이트와 함께 교반하였다. 고체를 여과하였다. 여액을 NaHCO₃의 포화 용액으로 2회 세척하고, Na₂SO₄상에서 건조하고, 여과하고, 진공중에 농축하여 연황색 포말로서 0.12g(51%)의 표제 화합물을 수득하였다. MS (m/e): 517.1 [M]⁺.

(d) 단계 4

3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-4-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-벤젠설핀에이트 나트륨 염

1.15g(8.94mmol)의 Na₂SO₃ 및 1.70g(9.60mmol)의 Na₂HPO₄ 수화물을 13㎖ 물에 용해시켰다. 2.40g(4.63mmol)의 3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-4-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-벤젠설포닐 클로라이드의 에탄올성 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 35 내지 40℃에서 1시간 동안 및 실온에서 밤새 교반하였다. 1.3g 스피덱스(Speedex)를 첨가하고, 반응 혼합물을 여과하고, 여액을 증발시켰다. 조질 생성물을 수성 시트르산/NaCl 용액으로 처리한 후, MTBE/THF 1:1로 추출하였다. 유기 용매를 증발시키고, 잔사를 MeOH/물(2:1)에 용해시키고, 800mg(9.52mmol)의 NaHCO₃으로 처리하였다. 1g 스피덱스를 첨가하고, 반응 혼합물을 여과하고, 진공중에 농축하였다. 잔사를 역상 컬럼(RP-18, 물/메탄올)을 사용하여 크로마토그래피로 정제하여 백색 포말로서 1.12g(48%)의 표제 화합물을 수득하였다. MS (m/e): 484.3 [M+H]⁺.

(e) 단계 5

[ ³ H-메틸]-[5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

0.16mg(1.2㎛ol)의 LiI를 0.2㎖의 DMF중 50mCi(0.15mg, 0.6㎛ol)의 [³H]메틸 노실레이트의 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 밀폐된 바이알중에서 20℃에서 3시간 동안 교반한 후, 0.6mg(1.4㎛ol)의 3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-4-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-벤젠설핀에이트 나트륨 염 및 1.0mg(3.1㎛ol)의 세슘 카본에이트를 첨가하고, 20℃에서 2시간 동안 계속 교반하였다. 반응 혼합물을 물 및 염수로 처리한 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기 용매를 증발시킨 후, 생성된 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(실리카, 에틸 아세테이트/헵탄 4:1)로 정제하여 74Ci/mmol(MS 분석에 따름)의 특이적인 활성으로 23.9mCi(48%)의 삼중수소화된 표제 화합물을 수득하였다. 방사선-HPLC 분석은 99% 초과의 방사화학 순도를 나타냈다.

실시예 2

[ ¹¹ C-메틸]-[5-메탄설포닐-2-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-4-((S)-2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시)-벤젠설핀에이트 나트륨 염(1mg, 2μmol)을 100㎕의 다이메틸폼아미드에 용해시켰다. 바이알을 밀봉하고, 용액을 1분 동안 진탕하고, 바이오스캔 오토루프 시스템(Bioscan AutoLoop System)에 주입하고, 5초 동안 아르곤(30㎖/분)으로 플러슁하였다. [¹¹C]메틸 요오다이드(문헌[Larsen, P., Ulin, J., Dahlstrom, K. J. Label. Compds. Radiopharm. 37, 73-75, 1995]에 따라 제조됨)를 헬륨 스트림(30㎖/분)중에서 바이오스캔 오토루프(바이오스캔 인코포레이티드, 미국 워싱턴 디씨 소재)에 이송하였다. [¹¹C]메틸 요오다이드를 3.5분 동안 오토루프에 가두고, 유동을 중단시켰다. 4.5분 후, 반응 혼합물을 자동적으로 반분취용 HPLC에 이송하고, 다음과 같이 후처리하였다. 생성물을 압력 저장소에서 수집하고, 50㎖의 물로 희석한 후, 워터스 C-18 셉팍 플러스(Waters C-18 SepPak Plus)상에 적재하였다(하기 분석용 및 분취용 HPLC 조건 참고). 생성물을 1㎖의 무수 에탄올로 용리하가 전에, 정제된 표제 화합물을 함유하는 셉팍을 10㎖의 생리 식염수로 세척하고, 이어서 0.22㎛ 필터를 통해 10㎖의 생리 식염수로 세척하여 4㎖의 생리 식염수를 함유하는 멸균 발열원-부재 바이알로 멸균처리하였다.

HPLC 조건: 분석용: 오닉스(Onyx) C18 4.6 x 100mm 35:65 MeCN:H₂O TEA pH 7.2 3㎖/분; 제조용: 엑스테라(XTerra) C18 5μ 19 x 100mm 40:60 MeCN:H2O 0.1M NH₄ 폼에이트 18㎖/분.

실시예 3

[ ³ H-메틸]-(2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

(a) 단계 1

2-이소프로폭시-5-(2-트라이메틸실란일-에탄설포닐)-벤조산

2.6㎖ THF중 0.26g(1mmol) 2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-벤조산(CAS: 845616-02-6) 및 0.75㎖(5mmol) TMEDA의 교반된 -70℃ 현탁액에 LDA 용액(0℃에서 2.5㎖ THF중 0.3㎖(2.1mmol) 다이이소프로필아민 및 헥산중 1.6M n-부틸리튬 용액 1.3㎖(2.1mmol)로부터 제조됨)을 적가하였다. 연황색 현탁액을 -70℃에서 30분 동안 교반하였다. 0.5㎖ THF중 0.19㎖(1.3mmol) (요오도메틸)트라이메틸실란의 용액을 5분의 기간에 걸쳐 적가하였다. 황색 현탁액을 -70℃에서 15분 동안 교반한 후, 실온까지 가온하였다. 연황색 용액을 실온에서 1시간 동안 교반한 후, 5㎖ 염수로 급랭시켰다. 혼합물을 5㎖ 물로 희석하였다. 혼합물을 진공중에 농축하였다. 수성 층을 HCl 1N으로 조심스럽게 산성화시키고, 다이클로로메탄으로 3회 추출하였다. 합한 추출물을 Na₂SO₄상에서 건조하고, 여과하고, 진공중에 농축하였다. 조질 물질을 헵탄 및 에틸 아세테이트로부터 형성된 구배를 사용하여 용리하는 실리카상 플래쉬 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 황색 오일로서 0.21g(63%)의 표제 화합물을 수득하였다. MS (m/e): 343.0 [M-H]⁺.

(b) 단계 2

[2-이소프로폭시-5-(2-트라이메틸실란일-에탄설포닐)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

실시예 1 단계 2의 합성에 대해 기술된 과정과 유사하게, 표제 화합물을 5-(테트라하이드로-피란-4-일)-2,3-다이하이드로-1H-이소인돌(CAS: 905274-50-2) 및 2-이소프로폭시-5-(2-트라이메틸실란일-에탄설포닐)-벤조산으로부터 제조하였다. MS (m/e): 529.3 [M]⁺.

(c) 단계 3

4-이소프로폭시-3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-벤젠 설핀에이트 나트륨 염

1.40g(2.64mmol)의 [2-이소프로폭시-5-(2-트라이메틸실란일-에탄설포닐)-페닐]-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온을 14㎖의 THF에 용해시키고, 60℃에서 3.5시간 동안 THF중 TBAF의 1M 용액 4.0㎖(4.0mmol)로 처리하였다. 반응 혼합물을 시트르산/NaCl의 수용액에 부은 후, MTBE/THF 1:1로 추출하고. 유기 용매를 증발시키고, 잔사를 MeOH/물(3:1)에 용해시키고, 600mg의 NaHCO₃으로 처리하였다. 증발시킨 후, 잔사를 역상 컬럼(RP-18, 물/메탄올)상에서 크로마토그래피로 정제하여 백색 포말로서 0.66g(55%)의 표제 화합물을 수득하였다. MS (m/e): 430.2 [M+H]⁺.

(d) 단계 4

[ ³ H-메틸]-(2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

0.16mg(1.2㎛ol)의 LiI를 0.2㎖의 DMF중 50mCi(0.15mg, 0.6㎛ol)의 [³H]메틸 노실레이트의 용액에 첨가하였다. 밀폐된 바이알중에서 20℃에서 3시간 동안 반응 혼합물을 교반한 후, 0.6mg(1.3㎛ol)의 4-이소프로폭시-3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-벤젠 설핀에이트 나트륨 염 및1.0mg(3.1㎛ol)의 세슘 카본에이트를 첨가하고, 20℃에서 2시간 동안 계속 교반하였다. 반응 혼합물을 물 및 염수로 처리한 후, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기 용매를 증발시킨 후, 생성된 조질 생성물을 컬럼 크로마토그래피(실리카, 에틸 아세테이트/헵탄 4:1)로 정제하여 74 Ci/mmol(MS 분석에 따름)의 특이적인 활성으로 29.2mCi(59%)의 삼중수소화된 표제 화합물을 수득하였다. 방사선-HPLC 분석은 99% 초과의 방사화학 순도를 나타냈다.

실시예 4

[ ¹¹ C-메틸]-(2-이소프로폭시-5-메탄설포닐-페닐)-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-일]-메탄온

실시예 2의 합성에 대해 기술된 과정과 유사하게, 표제 화합물을 4-이소프로폭시-3-[5-(테트라하이드로-피란-4-일)-1,3-다이하이드로-이소인돌-2-카보닐]-벤젠 설핀에이트 나트륨 염 및 [¹¹C]메틸 요오다이드로부터 제조하였다.

Claims

하기 화학식 I의 방사성표지된 화합물:
화학식 I

상기 식에서,
R¹은 이소프로폭시 또는 2,2,2-트라이플루오로-1-메틸-에톡시이고;
R²는 방사성표지된 기 CH₃이되, 방사성핵종은 ³H 또는 ¹¹C이다.
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 I-A의 방사성표지된 화합물:
화학식 I-A
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 I-B의 방사성표지된 화합물:
화학식 I-B
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 I-C의 방사성표지된 화합물:
화학식 I-C
제 1 항에 있어서,
하기 화학식 I-D의 방사성표지된 화합물:
화학식 I-D
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
글리신 1 운반체(GlyT1) 추적자로서 사용하기 위한 화학식 I의 화합물.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
GlyT1 결합 연구에 사용하기 위한 화학식 I의 화합물.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
양전자 방출 단층촬영(PET) 추적자로서 사용하기 위한 화학식 I의 화합물.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
포유동물의 뇌내의 GlyT1의 진단적 영상화에 사용하기 위한 화학식 I의 화합물.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화합물의 효과량을 포유동물에게 투여함을 포함하는, GlyT1의 진단적 영상화 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화합물의 효과량을 검출이 요구되는 포유동물에게 투여함을 포함하는, 포유동물 조직내의 GlyT1 작용기의 검출 방법.
포유동물의 뇌내의 GlyT1의 진단적 영상화용 조성물의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화합물의 용도.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 화합물 및 약학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약학 조성물.