KR20150135471A

KR20150135471A - 세포 생존력을 향상시키기 위한 조성물 및 이의 사용 방법

Info

Publication number: KR20150135471A
Application number: KR1020157030684A
Authority: KR
Inventors: 조슈아 비. 코헨; 저스틴 클리
Original assignee: 아밀릭스 파마슈티컬스 인코포레이티드
Priority date: 2013-03-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2015-12-02
Also published as: US9872865B2; EP3750531B1; HK1216851A1; KR102223250B1; AU2014242123A1; HUE051105T2; ME03747B; KR102396714B1; KR102460746B1; KR102607635B1; CN110787169A; JP2016515575A; JP2022122929A; EP2978419A1; CY1123092T1; JP7080944B2; SI2978419T1; EP3750531A1; LT2978419T; US20220160733A1

Abstract

본 발명은 세포 생존력, 특히 신경 세포 생존력을 향상시키는데 사용하기 위한 방법 및 조성물, 보다 구체적으로는 세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상을 감소시키거나, 세포에서 산화환원 항상성을 조절하거나, 또는 세포에서 미토콘드리아 기능장애를 감소시킴으로써 세포 생존력을 향상시키는데 사용하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 담즙산인 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA)을 페닐부티르산 (PBA)과 병용 투여하여 세포의 생존력을 향상시키고, 산화적 스트레스와 관련된 질환과 연관된 하나 이상의 증상을 치료하거나, 산화적 스트레스와 관련된 질환의 개시를 방지하거나, 또는 산화적 스트레스와 관련된 질환의 발병을 늦추는 것에 관한 것이다.

Description

세포 생존력을 향상시키기 위한 조성물 및 이의 사용 방법{COMPOSITIONS FOR IMPROVING CELL VIABILITY AND METHODS OF USE THEREOF}

우선권 주장

본 출원은 2013년 12월 24일에 출원된 미국 출원 연속 제14/140,083호 및 2013년 3월 24일에 출원된 가특허출원 연속 제61/804,690호에 대한 이익을 청구하며, 이들의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

기술분야

본 발명은 세포 생존력, 특히 신경 세포 생존력을 향상시키는데 사용하기 위한 방법 및 조성물, 보다 구체적으로는 세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상을 감소시키거나, 세포에서 산화환원 항상성을 조절하거나, 또는 세포에서 미토콘드리아 기능장애를 감소시킴으로써 세포 생존력을 향상시키는데 사용하기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 약제학적 치료 분야, 보다 구체적으로는 알츠하이머병 및 기타 아밀로이드증 관련 병증의 치료에 관한 것이다.

중추 신경계 (CNS)의 신경퇴행성 질환은 뉴런의 구조와 기능에 점진적인 손실을 초래하고, 발병한 환자들과 그 가족들에게는 치명적인 질환이다. 이러한 신경퇴행성 질환으로서는, 예를 들어, 다발성 경화증 (MS), 파킨슨병, 알츠하이머병, 헌팅톤병, 근위축성 측색 경화증 (ALS) 및 뇌졸중을 들 수 있다. CNS의 복잡성 때문에, 많은 이러한 질환들은 지금까지 그저 잘 이해되지 않은 상태로 남아 있다.

알츠하이머병은 가장 일반적인 신경퇴행성 질환이며, 미국에서 가장 큰 의료 문제 중의 하나이다. 2012년에는 5백 4십만 명의 미국인들이 이 질환으로 고생하고 있는 것으로 추정되었으며, 이는 사망을 일으키는 여섯 번째 주된 원인이었다. 연령 증가가 알츠하이머병에 대한 가장 큰 위험 인자이기 때문에, 병으로 고통받는 사람들의 수는 미국의 인구가 노령화되어감에 따라 2025년까지 7백 십만 명까지 늘어날 전망이다. 기타 위험 인자들로는 특정 유전자의 돌연변이, 당뇨병 및 염증을 포함한다.

알츠하이머병은 베타 아밀로이드가 플라크로 응집되고, 다양한 형태의 인산화된 타우 단백질에 의해 매개된 신경섬유다발이 형성되는 것이 특징이다. 이 질환의 몇 가지 주요 증상으로는 기억 상실, 일상적인 업무를 완수하고 계획함에 있어서의 어려움, 시간 또는 장소에 대한 혼동, 언어 또는 말에 있어서의 문제 및 성격 변화를 포함한다.

알츠하이머병은 치매로 대별되는 질환들 중에 가장 흔한 질환 중의 하나이며, 대다수의 치매 질환은 아밀로이드 플라크, 아밀로이드 올리고머 형성, 및/또는 인산화된 타우 단백질에 의해 매개되는 것으로 생각된다. 이러한 질환들로서는, 이에 제한되지는 않지만, 피크병, 다발성 뇌경색 치매, 크로이츠펠트-야콥병, 루이소체 치매, 혼합형 치매 및 전두측두엽 치매를 포함한다.

알츠하이머병의 치료에 사용되는 최근 승인된 약물들은 NMDA 유형의 글루타메이트 수용체를 차단하거나, 아세틸콜린에스테라아제 억제제에 해당하는데; 후자의 경우에는 다만 환자의 50%에서와 특정 인지도 검사 하에서만 약 6 내지 12개월 동안의 보통 정도의 효과만이 있을 뿐이었다. 두 부류의 약물이 모두 전체적으로 침체된 대뇌에 대하여 전반적으로 신경 흥분을 증가시키는 모델에 기반하여, 약물로 하여금 많은 부작용을 야기하고 질환 병리학적 측면에서는 아무런 기능도 하지 못하게 한다. 신경퇴행성 질환의 치료를 위해 수 개의 약물 부류들이 알려져 있거나 제안되었지만, 유효한 치료 요법은 거의 없거나 존재하지 않는다. 따라서, 신경퇴행성 질환의 치료를 위한 개선된 치료 요법이 요구되는 실정이다.

발명의 개요

적어도 부분적으로는, 본 발명은 담즙산 (예컨대, 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA))을 페닐부티르산 (PBA) (예컨대, 4-페닐부티르산 (4-PBA))과 함께 포함하는 조성물이 세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상을 현저히 감소시켜, 세포 생존력 (예컨대, 뉴런의 생존력)을 향상시키는 결과를 가져온다는 발견에 기초한다. 하기의 실시예에서 논의된 바와 같이, 화합물 TUDCA와 4-PBA를 개별적으로 및 병용하여, 과산화수소로 유도된 세포 아폽토시스에 대한 보호제로서 평가하였다. 과산화수소로 유도된 세포 아폽토시스는 산화환원 항상성의 변화, 반응성 산소종의 과잉 생산 및 미토콘드리아 기능장애를 통해 유발되는 것으로 생각된다. 본 실시예들은 TUDCA와 4-PBA가, 세포 생존력 및/또는 세포 사멸 측정시, 과산화수소 노출에 대하여 세포를 보호함에 있어 상가적 효과 이상의 효과를 가짐을 입증하고 있다. 이러한 놀라운 발견은 상기 약물들이 전술한 병리학적 증상을 감소시키는데 있어서 서로의 효능을 상승적으로 증대시킨다는 사실을 시사하는 것이다.

본 발명은 세포 생존력, 특히 신경 세포 생존력을 향상시키는데 사용하기 위한 방법 및 조성물, 보다 구체적으로는 세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상을 감소시키거나, 세포에서 산화환원 항상성을 조절하거나, 또는 세포에서 미토콘드리아 기능장애를 감소시킴으로써 세포 생존력을 향상시키는데 사용하기 위한 방법 및 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 담즙산 (예컨대, 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA))을 페닐부티르산 (예컨대, 4-PBA)과 병용 투여하여 세포의 생존력을 향상시키고, 산화적 스트레스와 관련된 하나 이상의 증상을 치료하거나, 상기 산화적 스트레스와 관련된 질환의 개시를 방지하거나, 또는 산화적 스트레스와 관련된 질환의 발병을 늦추는 것에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 약제학적 조성물 또는 제형 내에 담즙산 (예컨대, 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA))과 페닐부티르산 (예컨대, 4-PBA)의 병용물 또는 이들의 유사체, 유도체, 약리학적 등가물, 또는 이들의 염을 포함하는 조성물의 투여를 포함하는, 신경 세포의 산화적 스트레스를 감소시키기 위한, 그리고 산화적 스트레스와 관련된 질환, 이에 제한되지는 않지만, 신경퇴행성 질환 (예컨대 알츠하이머병 (AD), 헌팅톤병 (HD), 파킨슨병 (PD), 근위축성 측색 경화증, 피크병, 다발성 뇌경색 치매, 크로이츠펠트-야콥병, 루이소체 치매, 전두측두엽 치매)을 포함하는 산화적 스트레스와 관련된 질환과 연관된 하나 이상의 증상을 치료하거나, 산화적 스트레스와 관련된 질환의 개시를 방지하거나, 또는 산화적 스트레스와 관련된 질환의 발병을 늦추기 위한 신규한 방법을 제공한다.

한 양상에서, 본 발명은 세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상을 감소시키는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 상기 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함한다. 한 양태에서, 상기 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상은 과산화수소 (H₂O₂) 매개된 손상이다.

다른 양상에서, 본 발명은 세포에서 산화환원 항상성을 조절하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 상기 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함한다.

또 다른 양상에서, 본 발명은 세포에서 미토콘드리아 기능장애를 감소시키는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 상기 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함한다.

하나 이상의 양태에서, 담즙산은 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA), 우르소데옥시콜린산 (UDCA), 케노데옥시콜린산, 콜린산, 하이오데옥시콜린산, 데옥시콜린산, 7-옥소리토콜린산, 리토콜린산, 요오도데옥시콜린산, 이오콜린산, 타우로케노데옥시콜린산, 타우로데옥시콜린산, 글리코우르소데옥시콜린산, 타우로콜린산, 글리코콜린산, 또는 이의 유사체, 유도체, 또는 이의 프로드럭으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 일부 양태에서, 담즙산은 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA) 및 우르소데옥시콜린산 (UDCA)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

일부 양태에서, 세포는 약 80μM 내지 약 120μM 농도의 담즙산과 접촉된다.

하나 이상의 양태에서, PBA는 4-페닐부티르산, 글리세릴(트리-4-PBA), 페닐아세트산, 2-POAA-OMe, 2-POAA-NO2, 2-NOAA 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭이다.

일부 양태에서, 세포는 약 0.8 mM 내지 약 1.2 mM 농도의 페닐부티르산과 접촉된다. 일부 양상에서, 세포는 포유동물 세포이다. 한 양태에서, 세포는 인간 세포이다. 다른 양태에서, 세포는 뉴런이다.

특정 양상에서, 본 발명은 대상체에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상과 관련된 신경퇴행성 질환을 치료하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상과 관련된 신경퇴행성 질환을 경험하는 대상체를 확인하는 단계; 및 상기 대상체에게 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭을 투여하는 단계를 포함하고, 이때, 담즙산과 병용 투여된 PBA의 양은 PBA만을 투여했을 때와 비교하여 10% 내지 50% 감소된다.

또 다른 양상에서, 본 발명은 신경퇴행성 질환의 치료가 필요한 대상체에서 신경퇴행성 질환을 치료하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 APOEε4 대립유전자 중 하나 이상의 복제본을 사용하여 상기 대상체를 확인하는 단계; 및 상기 대상체에게 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭을 포함하는 조성물을 투여함으로써, 상기 신경퇴행성 질환을 치료하는 단계를 포함한다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 과학 기술 용어는 본 발명이 속하는 해당 업계의 숙련된 기술자가 통상적으로 이해하고 있는 것과 동일한 의미를 지닌다. 방법들과 재료들을 본 발명에서 사용하기 위해 기술하였으나; 해당 업계에 공지되어 있는 다른 적절한 방법들과 재료들도 사용될 수 있다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시를 위한 것일 뿐, 한정하려는 의도는 없다. 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 서열, 데이터베이스 항목들 및 본원에 언급된 기타 참조문헌들은 그 내용 전체가 참조로 포함된다. 상충이 발생하는 경우, 용어에 대한 정의를 포함하고 있는 본 명세서가 이를 방지할 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 하기의 상세한 설명과 도면, 그리고 청구범위로부터 명백히 알 수 있을 것이다.

도 1은 래트의 대뇌 피질 뉴런 배양에서 과산화수소 노출 후 프레스토블루(PrestoBlue)에 의해 평가한, TUDCA와 PBA를 병용했을 때 세포 생존력을 증가시키는 능력이 있음을 입증하는 그래프이다. ****는 대조군에 대하여 p<.0001의 유의성을 나타낸다. ##는 퍼옥사이드 노출에 대해 p<.01의 유의성을 나타낸다. #는 퍼옥사이드 노출에 대하여 p<.05의 유의성을 나타낸다. 각각의 약물이 개별적으로는 유의하게 보호해 줄 수 없었던 반면, 상기 병용물은 유의하게 보호하였다. 300uM의 NMDA 노출이 음성 대조군으로 사용된다. DFX (나타내지는 않음)는 프레스토블루 측정을 방해하여 불규칙한 결과를 제공했던 것으로 여겨져 플롯(plot) 내에는 포함시키지 않았다.
도 2는 래트의 대뇌 피질 뉴런 배양에서 과산화수소 (H₂O₂) 노출 후 LDH에 의해 평가한, TUDCA와 PBA를 병용했을 때 세포 사멸을 경감시키는 능력이 있음을 입증하는 그래프이다. ****는 대조군에 대하여 p<10^-4의 유의성을 나타낸다. ##는 퍼옥사이드 노출에 대해 p<.01의 유의성을 나타낸다. #는 퍼옥사이드 노출에 대하여 p<.05의 유의성을 나타낸다. 각각의 약물이 개별적으로는 유의하게 보호해 줄 수 없었던 반면, 상기 병용물은 유의하게 보호하였다. 300uM의 NMDA 노출이 음성 대조군으로 사용되는 반면, DFX는 LDH 연구에서 양성 대조군이다.
도 3은 치환이 어디에서 이루어질 수 있는지에 대한 이해를 돕기 위해 표지된 탄소를 갖는 TUDCA의 화학 구조 (화학식 I)를 나타내고 있다.
도 4는 치환이 어디에서 이루어질 수 있는지에 대한 이해를 돕기 위해 표지된 탄소를 갖는 UDCA의 화학 구조 (화학식 II)를 나타내고 있다.
도 5는 나트륨 이온에 의해 안정화된 PBA의 화학 구조 (화학식 III)를 나타내고 있다. 본 발명에서 사용가능한 유도체들은 배경기술에 기술되어 있다.

당뇨병, 염증, 고령화, 특정 유전자 변이 및 다른 여러 질환들은 알츠하이머병을 일으키는 위험 인자이다. 이러한 질환들의 공통된 점은 이들이 모두 자유 라디칼 생성의 증가, 산화환원 항상성의 불균형 및/또는 증가된 자유 라디칼이 매개된 세포와 조직에 대한 손상과 관련이 있다는 것이다. 초과산화물 및 다른 자유 라디칼은 병원성 아밀로이드 단백질의 양을 증가시키고 아밀로이드 플라크, 올리고머 및 기타 종들로의 응집을 증가시키는 데에 연루되어 있다. 어떤 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 이러한 응집은 특히 메티오닌 35번 잔기에서의 아밀로이드 사슬의 아미노산의 산화를 수반하는 과정에 일부 기인하고 있다.

아밀로이드 단백질 그룹의 미토콘드리아 내로의 혼입은 시토크롬 c, 산소 라디칼 및 다른 자유 라디칼의 방출에 연루되어 있다. 이러한 라디칼들은 소포체의 스트레스 반응을 증대시키고, 아밀로이드 단백질의 응집도 증가시키는 것으로 밝혀진 바 있다.

최근 보고들에서는 반응성 산소 대사산물이 알츠하이머병의 병리학과 관련이 있을 수 있다는 점을 시사하고 있다. 산소 라디칼 뿐만 아니라 지질 및 질소성 라디칼은 아폽토시스의 BAX, 시토크롬 C 및 JNK 매개된 경로에 있어서 전구체이다. 이러한 종들로부터 생긴 산화환원 상태의 변화가 적어도 부분적으로 비정상적인 단백질 처리 과정에 의해 야기된 여러 질환들의 병리학에서 중요한 단백질 분해 활성의 증가를 초래한다는 사실을 시사하고 있는 증거도 있다. 세포의 산화환원 상태의 변화는 글루타티온 (GSH) 및 비타민 E와 같은 주요 항산화제 종의 감소를 초래하기도 한다.

반응성 산소 대사산물 매개된 손상

최근의 연구들은 반응성 산소 대사산물 매개된 손상도 신경퇴행성 질환의 주요 인자들 중의 하나임을 보여주기 시작하였다. 예를 들어, 과산화수소는 미토콘드리아, 세포의 단백질 분해 상태, 세포 내의 베타 아밀로이드의 생성, 산화환원 항상성 및 여러 아폽토시스 경로에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 또한, 과산화수소는 철과 구리 같은 금속 이온과 반응하여 펜톤 화학 반응을 통해서 보다 반응성인 산소종을 형성하는 것으로 밝혀졌다. 다발성 신경퇴행성 병증에 있어서 비타민 E와 글루타티온과 같은 항산화제의 감소는 이러한 질환에 있어서 산화적 손상이 증가함을 시사한다.

PINK1과 파킨(Parkin) (파킨슨 단백질 2, E3 유비퀴틴 단백질 리가아제)은 미토콘드리아에서의 품질 관리를 조절하는 것으로 생각되며, 이러한 유전자들의 돌연변이가 파킨슨병의 요인이 될 수 있다. 연구들은 세포로의 과산화수소의 도입 후 파킨의 전사가 증가된다는 점을 밝혀냈다. 파킨슨병과 유사한 증상을 유발하는 MPTP (1-메틸-4-페닐-1,2,3,6-테트라/하이드로피리딘)도 과산화수소의 생성이라는 직접적인 결과를 가져온다. 일부 연구들은 이러한 질환에서 과산화수소 수준이 90%까지 증가했음을 입증하였다.

알츠하이머병에 있어서, 베타 아밀로이드는 상기 질환으로 고생하는 환자의 뇌에서 보다 높은 농도로 발견되는 철과 구리 같은 금속 이온과 접촉할 경우 과산화수소를 직접적으로 생성하는 것으로 밝혀졌다. 과산화수소는 베타 아밀로이드를 병원체 형태로 처리하는 과정을 증가시킬 수도 있다. 과산화수소 및 반응성 산소 대사산물 매개된 경로도 이러한 질환에 있어서 세포 사멸의 주요 루트인 것으로 생각된다.

헌팅톤병도 과산화수소뿐만 아니라 광범위한 미토콘드리아 기능장애에 의해 야기될 가능성이 있는 단백질 분해 생성물을 나타낸다. 3-하이드록시카이뉴린의 증가는 헌팅톤병에서 주요 병리학적 단계로서 연루되어 있으며, 직접적으로 과산화수소와 하이드록실 라디칼의 생성을 유도하는 것으로 알려져 있다.

또한, 과산화수소는 ALS의 병리학에 있어서 잠재적인 매개자인 것으로 밝혀졌다. 과산화수소의 스캐빈저는 이 분야에서 치료법으로서 고려되어 왔다.

산화환원 항상성의 조절

산화환원 항상성은 세포에서 환원종 및 산화종을 관리하여 일정한 산화환원 상태를 유지하려는 세포의 시도를 일컫는다. 산화환원 항상성의 붕괴는 자유 에너지 필요조건을 변화시켜 비병원성 조건 하에서는 일어나지 않을 과정들을 발생하게끔 만들 수 있다. 산화환원 항상성 조절의 실패로 야기될 수 있는 일부 과정들로서는 알츠하이머병, 파킨슨병의 루이소체 및 루이소체 치매 특유의 플라크, 헌팅톤병의 노인성 플라크, ALS와 타우병증의 장애들에서 발견된 아밀로이드 플라크를 포함하는 플라크로의 베타 아밀로이드의 응집을 포함한다. 통상적인 생리학적 조건 하에서 이러한 단백질들은 응집하지 않을 것이지만, 증가된 농도와 비정상적인 산화환원 상태는 이러한 병증들에서 관찰되는 플라크를 유발하는 응집의 자유 에너지를 변화시키는 것으로 생각된다. 변화된 산화환원 상태는 미토콘드리아 경로와 상호접촉하는 자유 라디칼을 생성하여 아폽토시스를 유발할 수도 있다. 따라서, 세포의 산화환원 상태의 조절에 도움을 줄 수 있는 제제를 개발해야 할 필요성이 대두된다. 과산화수소가 세포의 변화된 산화환원 상태를 유발하기 때문에, 이는 세포에 대한 산화환원 매개된 손상을 유발시키는데 사용될 수 있다.

미토콘드리아 기능장애

미토콘드리아 기능장애는 신경퇴행성 질환에 있어서 흔하다. 알츠하이머병에서, 세포의 미토콘드리아 막 전위는 현저히 감소되고, 미토콘드리아에 의한 글루코스 대사는 손상을 받으며, 미토콘드리아의 투과성은 증가된다. 미토콘드리아는 알츠하이머병에서 신경세포 사멸을 유발하는 다수의 아폽토시스 경로를 매개하는 것으로 관찰된 바 있다.

PINK1과 파킨은 모두 미토콘드리아의 품질 관리 단백질이다. 이러한 단백질의 돌연변이 또는 결핍은 파킨슨병과 밀접한 관련이 있다. 파킨슨병의 지속적인 증상을 유발하는데 사용되는 분자인 MPTP는 미토콘드리아의 복합체 I을 붕괴시킴으로써 미토콘드리아의 기능장애, 세포의 산화환원 상태의 변형 및 아폽토시스를 유발한다.

헌팅톤병의 1차 매개자로 생각되는 돌연변이된 헌팅톤 유전자와 이로부터 생성된 단백질이 미토콘드리아 내에서 막 전위의 손실 및 필수적인 산화적 인산화 유전자의 발현 감소를 초래한다는 사실은 세포 배양에서 직접적으로 밝혀진 바 있다. 헌팅톤병의 병리학은 중추 신경계에 존재하는 미토콘드리아 수의 감소와도 관련이 있다.

미토콘드리아의 국지화 이상, 에너지 대사 장애 및 아폽토시스 경로는 근위축성 측색 경화증을 매개하는 것으로 생각된다. 병든 조직의 미토콘드리아는 또한 반응성 산소 대사산물을 과잉으로 생산하여 이들을 사이토졸로 누출시키는 것으로 밝혀졌다.

다수의 신경퇴행성 질환에서, 미토콘드리아는 자유 라디칼을 과잉 생산하여, 에너지 대사의 감소를 야기하고, 증가된 투과성을 가지며, 감소된 막 전위를 가지고, 감소된 항산화 물질을 가지며, 세포 내로 금속 이온을 누출시키고, 세포의 산화환원 상태를 변형시키며, 세포의 아폽토시스 유발 경로를 저지하게 된다. 따라서, 미토콘드리아 기능장애 기작을 변화시켜 줄일 수 있는 제제에 대한 필요성이 대두되고 있다.

APOE ε4 대립유전자

알츠하이머병의 유전학은 복잡하다. 적어도 4개의 유전자 자리에서의 돌연변이 발생이 AD에 대한 유전적 민감성(즉, 가족성 AD)과 관련이 있다. 하기의 세 유전자가 조발성 AD와 관련이 있다: APP [21번 염색체 상의 β-아밀로이드 전구체 단백질], PS1 (프레세닐린 1) 및 PS2 (프레세닐린 2). 19번 염색체 상의 아포리포단백질 E (APOE) 유전자의 ε4 대립유전자는 후발성 AD와 관련이 있다. APOEε4와 AD와의 관련성은 70세 이전에 발병한 사람에게서 가장 강하며, 그 이상의 연령에서는 약한 것으로 보인다. 적어도 하나의 APOEε4 대립유전자의 복제본을 가지는 환자들은 유난히 상승된 수준의 과산화 대사산물 및 미토콘드리아 손상을 가지는 것으로 밝혀졌다. 이러한 환자군에 대한 치료는 특히 유효할 수 있다.

특정 양상에서, 본 발명은 신경퇴행성 질환의 치료가 필요한 대상체에서 신경퇴행성 질환을 치료하는 방법을 고려하는데, 상기 방법은 적어도 하나의 APOE ε4 대립유전자의 복제본을 사용하여 상기 대상체를 확인하는 단계; 및 상기 대상체에게 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭을 포함하는 조성물을 투여함으로써, 상기 신경퇴행성 질환을 치료하는 단계를 포함한다.

특정 양상에서, 본 발명은 세포와 담즙산을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 본원에서, "담즙산" (예컨대, 수용성 담즙산 유도체, 담즙산 염, 또는 아민이 콘쥬케이트된 담즙산)이라는 말은 통상적으로 스테롤 핵의 C₆, C₇ 또는 C₁₂ 위치에서 3α-하이드록실 그룹 및 임의로는 다른 하이드록실 그룹으로도 치환된 콜란산으로부터 유래한 핵을 지니는 자연발생 계면활성제를 지칭한다. 담즙산 유도체는, 이에 제한되지는 않지만, 담즙산의 하이드록실 그룹 및 카복실산 그룹에서 다른 작용기, 이에 제한되지는 않지만 할로겐 및 아미노 그룹을 사용하여 형성된 유도체들을 포함한다. 가용성 담즙산은 담즙산을 HCl, 인산, 시트르산, 아세트산, 암모니아, 또는 아르기닌 중 하나와 조합한 유리산 형태의 수성 제제를 포함할 수 있다.

특정 양상에서, 본 발명의 방법은 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함한다. 하나 이상의 양태에서, 담즙산은 치환이 어디에서 이루어질 수 있는지에 대한 이해를 돕기 위해 표지된 탄소를 갖는 화학식 I (도 3)에 나타낸 바와 같은 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA)이다.

하나 이상의 양태에서, 담즙산은 치환이 어디에서 이루어질 수 있는지에 대한 이해를 돕기 위해 표지된 탄소를 갖는 화학식 II (도 4)에 나타낸 바와 같은 우르소데옥시콜린산 (UDCA)이다.

생리학적으로 관련된 담즙산 유도체로서는 TUDCA 또는 UDCA의 3번 또는 7번 위치에서 수소의 치환체들의 임의의 조합, 3번 또는 7번 위치에서 하이드록실 그룹의 입체 화학에서의 이동 및 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 아미노산 컨쥬게이트를 포함한다.

일부 양태에서, 담즙산은 하기 화학식 IV의 TUDCA 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 유사체, 유도체, 프로드럭, 또는 이의 혼합물이다:

상기 화학식에서,

R은 -H 또는 C₁-C₄ 알킬이고;

R₁은 -CH₂-SO₃R₃이고 R₂는 -H이거나; R₁은 -COOH이고 R₂는 -CH₂-CH₂-CONH₂, -CH₂-CONH₂, -CH₂-CH₂-SCH₃ 또는 -CH₂-S-CH₂-COOH이며;

R₃은 -H 또는 염기성 아미노산의 잔기이다.

또한, 본 발명은 TUDCA 및 UDCA 이외의 담즙산, 예를 들어, 케노데옥시콜린산 ("케노디올" 또는 "켄산"으로도 지칭함), 콜린산, 하이오데옥시콜린산, 데옥시콜린산, 7-옥소리토콜린산, 리토콜린산, 요오도데옥시콜린산, 이오콜린산, 타우로케노데옥시콜린산, 타우로데옥시콜린산, 글리코우르소데옥시콜린산, 타우로콜린산, 글리코콜린산, 콜린산, 또는 이의 유사체, 유도체, 또는 이의 프로드럭을 비롯한 담즙산의 용도에 대해 고려하고 있다.

특정 양상에서, 본 발명은 세포를 페닐부티르산과 접촉하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 페닐부티르산 (PBA) (도 4, 나트륨염)은 HDAC2 (히스톤 디아세틸라아제 2) 억제제이다. PBA 및 유도체를 흡수하게 되면 여러 가지 효과를 가지는 것으로 밝혀진 차등 유전자 발현을 유발하게 된다. 또한, PBA는 여러 가지 효과를 갖는 화학적 쉐퍼론(chemical chaperone)으로서도 작용하는 것으로 밝혀졌다. 한가지 효과는 병원성 아밀로이드 단백질의 생성 감소이다. 또 다른 효과는 신경가소성의 증가이다. 또한, PBA는 담즙 배출도 개선시키는 것으로 밝혀진 바 있다. 그러나, PBA는 다수의 여러 세포 유형에 세포 독성이 있는 것으로 알려져 있다.

생리학적으로 관련된 페닐부티르산 (PBA) 종은 수소를 중수소로 치환한 임의의 치환체들을 포함한다. 임의의 염, 용매화물, 컨쥬게이트 및 약제학적으로 관련된 화합물도 생리학적으로 관련되어 있는 것으로 간주될 것이다. 선행기술에 기술된 모든 페닐부티르산 유도체들도 생리학적으로 관련되어 있는 것으로 간주될 것이다. 다른 HDAC2 억제제들도 페닐부티레이트의 치환체로서 간주될 것이다. PBA의 활성 대사물질인 페닐아세트산도 치환체로서 간주될 수 있다.

하나 이상의 양태에서, PBA 화합물은 4-페닐부티르산 (4-PBA)이다. 4-PBA는 저분자량의 방향족 카복실산이다. 본원에서 4-PBA는 유리산으로서 4-페닐부티르산 뿐만 아니라 이의 유도체 및 이의 생리학적으로 허용가능한 염도 망라하는 것으로 정의된다. 특히, "4-페닐부티르산", 즉 "4-PBA"는 이의 유리산 뿐만 아니라, 4-페닐부티르산의 약제학적으로 허용가능한 염, 공결정(co-crystal), 다형체, 수화물, 용매화물 또는 프로드럭의 형태로도 정의된다. 가장 바람직하게는, "4-페닐부티르산", 즉 "4-PBA"는 4-PBA의 유리산 또는 약제학적으로 허용되는 염, 예컨대 이의 나트륨염이다. 4-PBA의 유사체는 예를 들어, 글리세릴(트리-4-PBA), 페닐아세트산, 2-POAA-OMe, 2-POAA-NO2, 2-NOAA를 포함한다. 4-페닐부티레이트의 생리학적으로 허용가능한 염은, 예를 들어 나트륨염, 칼륨염, 마그네슘염 또는 칼슘염을 포함한다.

약제학적 조성물 및 투여 방법

특정 양상에서, 본원에 기술된 방법은, 본원에 기재된 방법에 의해 활성 성분으로 확인된 화합물을 포함하는 약제학적 조성물 및 의약의 제조 및 용도를 포함한다. 또한, 약제학적 조성물 자체도 포함한다.

일부 경우에 있어서, 본원에 개시된 조성물은 신경퇴행성 질환의 치료를 위해 사용된 다른 화합물, 약물 및/또는 제제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에서, 본원에 개시된 치료학적 조성물은 하나 이상 (예컨대, 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 또는 10개 이하)의 화합물과 조합될 수 있다.

일부 경우에 있어서, 본원에 개시된 조성물은 COX2 억제제, 천식약, 당뇨병약, 다른 항산화제, 아세틸콜린에스테라아제 억제제 (예컨대, 도네페질, 타크린, 리바스티그민, 갈란타민, 피소스티그민, 네오스티그민, 후페르진 A, 이코페질 (CP-118954, 5,7-디하이드로-3-[2-[1-(페닐메틸)-4-피페리디닐]에틸]-6H-피롤로-[4,5-f]-1,2-벤즈이속사졸-6-온 말레에이트), ER-127528 (4-[(5,6-디메톡시-2-플루오로-1-인다논)-2-일]메틸-1-(3-플루오로벤질) 피페리딘 하이드로클로라이드), 자나페질 (TAK-147; 3-[1-(페닐메틸)피페리딘-4-일]-1-(2,3,4,5-테트라하이드로-1H-1-벤트아제핀-8-일)-1-프로판 푸마레이트), 메트리포네이트 (T-588; (-)-R-a-[[2-(디메틸아미노)에톡시]메틸]벤조[b]티오펜-5-메탄올 하이드로클로라이드), FK-960 (N-(4-아세틸-1-피페라지닐)-p-플루오로벤즈아미드-하이드레이트), TCH-346 (N-메틸-N-2-파이로피닐디벤즈[b,f]옥세핀-10-메탄아민), SDZ-220-581 ((S)-a-아미노-5-(포스포노메틸)-[1,1'-바이페닐]-3-프로피온산) 및 이의 병용), NMDA 수용체 길항제 (예컨대, 메만틴, 네라멕산, 리만타딘, 또는 아만타딘, 리폭시게나아제 억제제, 류코트리엔 억제제, 코코넛 오일, 다른 HDAC 억제제, 스타틴, 암페타민, 다른 MAO 억제제, 금속 킬레이트제, BACE1-억제제, 베타 아밀로이드에 대한 항체, 감마-세크레타아제 조절제, 아밀로이드 세정제, 인산화된 타우 항체, Aβ 억제제, Aβ 플라크 제거제, Aβ 플라크 형성 억제제, 아밀로이드 전구체 단백질 처리 효소 억제제, β-아밀로이드 전환 효소 억제제, β-세크레타아제 억제제, γ-세크레타아제 조절제, 신경 성장 인자 작용제 및 신경섬유다발 세정제)를 비롯한 다른 화합물을 포함할 수 있다.

일부 경우에 있어서, 본원에 개시된 조성물은 약제학적 조성물로서 사용하거나 약제학적 조성물에 사용하기 위해 제형화될 수 있다. 이러한 조성물은 임의의 루트, 예컨대 미국 식품의약국(FDA)에 의해 승인된 임의의 루트를 통해 대상체에게 투여를 위해 제형화되거나 개조될 수 있다. 예시적인 방법들은 FDA의 CDER 데이터 표준 매뉴얼 (버전 넘버 004, fda.give/cder/dsm/DRG/drg00301.htm에서 입수가능함)에 기술되어 있다. 당해 약제학적 조성물은 경구, 비경구, 또는 경피 전달을 위해 제형화될 있다. 본 발명의 화합물은 또한 다른 약학 제제들과 병용될 수도 있다. 일부 양상에서, 본 발명은 본 발명에 사용된 TUDCA 및 PBA 화합물을 포함하는 키트를 제공한다. 당해 키트는 의사 및/또는 환자를 위한 지시서, 주사기, 바늘, 박스, 병, 바이알 등을 포함할 수도 있다. 한 양상에서, 본 발명은 다발성 경화증 (MS), 파킨슨병, 알츠하이머병, 헌팅톤병, 근위축성 측색 경화증 (ALS), 뇌졸중, 피크병, 다발성 뇌경색 치매, 크로이츠펠트-야콥병, 루이소체 치매, 혼합형 치매, 전두측두엽 치매 및 관련 질환들을 포함하는 신경퇴행성 질환을 예방 또는 치료하는데 유용한 방법 및 제제를 제공한다. 특히, 본 발명은 알츠하이머병 및 다른 아밀로이드증 관련 병증들을 치료 또는 예방하고, 이러한 질환들의 합병증을 예방하는데 사용될 수 있는 제제 또는 약제학적 조성물을 제공한다.

일부 경우에 있어서, 약제학적 조성물은 상기 기술된 바와 같은 유효량의 담즙산 및 페닐부티르산을 포함할 수 있다. 본원에서 "유효량" 및 "치료하는데 유효한" 이라는 용어는 하나 이상의 약물들을 투여하는데 있어서 의도한 효과 또는 생리학적 결과를 유발하기 위해 투여 맥락 내에서 효과적인 일정 기간 동안의 하나 이상의 약물의 양 또는 농도 (급성 또는 만성 투여 및 주기적 또는 연속적 투여를 포함)를 지칭한다.

일부 경우에 있어서, 약제학적 조성물은 담즙산 (예컨대, TUDCA), 페닐부티르산 (예컨대, 4-PBA) 및 임의의 약제학적으로 허용가능한 담체, 아주번트 및/또는 비히클을 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 의약은 질환 또는 질환 증상의 조절을 달성하는데 유효한 양으로 하나 이상의 추가의 치료제들을 추가로 포함할 수 있다.

약제학적 조성물은 통상적으로 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함한다. "약제학적으로 허용가능한 담체 또는 아주번트" 라는 용어는 본 발명의 화합물과 함께 환자에게 투여될 수 있고, 치료적 양의 화합물을 전달하기에 충분한 용량으로 투여되는 경우 약리학적 활성을 궤멸시키지 않으며 무독성인 담체 또는 아주번트를 지칭한다. 본원에서 사용된 "약제학적으로 허용가능한 담체" 라는 용어는 약학 제제의 투여와 양립할 수 있는 염분, 용매, 분산매, 코팅제, 항균제 및 항진균제, 등장화제 및 흡수 지연제 등을 포함한다.

본 발명의 약제학적 조성물은 임의의 통상적인 무독성의 약제학적으로 허용가능한 담체, 아주번트 또는 비히클을 포함할 수 있다. 일부의 경우에, 제형화된 화합물 또는 이의 전달 형태의 안정성을 향상시키기 위하여 약제학적으로 허용가능한 산, 염기 또는 완충액을 사용하여 제형의 pH를 조절할 수 있다. 본원에서 "비경구" 라는 용어는 피하, 피내, 정맥내, 근육내, 관절내, 동맥내, 활막내, 흉골내, 척추 강내, 병소내 및 두개강내 주사 또는 주입 기법을 포함한다.

약제학적 조성물은 통상 의도한 투여 경로에 맞게 제형화된다. 투여 경로의 예로서는 비경구, 예컨대, 정맥내, 피내, 피하, 경구 (예컨대, 흡입), 경피 (국소), 점막흡수 및 직장 투여를 포함한다.

약제학적 조성물은 흡입 및/또는 비강 투여를 위한 용액 또는 분말의 형태일 수 있다. 이러한 조성물은 적절한 분산제 또는 습윤제 (예를 들어, Tween 80) 및 현탁제를 사용하여 당업계에 공지된 기법들에 따라 제형화될 수 있다. 멸균 주사 제제는 무독성의 비경구적으로 허용가능한 희석제 또는 용매 중의 멸균 주사액 또는 현탁액, 예를 들어, 1,3-부탄디올 중의 용액일 수도 있다. 사용될 수 있는 허용가능한 비히클 및 용매들에는 만니톨, 물, 링거액 및 등장성 염화나트륨 용액을 들 수 있다. 또한, 멸균된 고정유가 통상적으로 용매 또는 현탁 매질로 사용된다. 이러한 목적으로, 합성 모노- 또는 디글리세라이드를 비롯한 임의의 무자극 고정유(bland fixed oil)가 사용될 수 있다. 올레산 및 이의 글리세라이드 유도체와 같은 지방산은 주사제의 제조에 유용하며, 천연의 약제학적으로 허용가능한 오일, 예컨대 올리브유 또는 피마자유, 특히 이들의 폴리옥시에틸화 형태도 마찬가지이다. 이러한 오일 용액 또는 오일 현탁액은 장쇄 알콜 희석제 또는 분산제, 또는 카복시메틸 셀룰로오스, 또는 에멀젼 및/또는 현탁액과 같은 약제학적으로 허용가능한 용량형의 제형화에서 통상적으로 사용되는 유사 분산제도 포함할 수 있다. Tween 또는 Span과 같은 통상적으로 사용되는 다른 계면활성제 및/또는 다른 유사 에멀젼화제 또는 약제학적으로 허용가능한 고체, 액체, 또는 다른 용량형의 제조에 흔히 사용되는 생체이용률 증진제도 제형화의 목적상 사용될 수 있다.

약제학적 조성물은 임의의 경구로 허용가능한 용량형, 예컨대 이에 제한되지는 않지만, 캡슐, 정제, 에멀젼과 수성 현탁액, 분산제 및 용액으로 경구 투여될 수 있다. 경구용 정제의 경우, 흔히 사용되는 담체로는 락토즈 및 옥수수 전분을 포함한다. 마그네슘 스테아레이트와 같은 윤활제도 통상적으로 첨가된다. 캡슐 형태의 경구 투여에 있어서, 유용한 희석제로는 락토즈 및 건조된 옥수수 전분을 포함한다. 수성 현탁액 및/또는 에멀젼이 경구 투여되는 경우, 활성 성분은 에멀젼화제 및/또는 현탁제와 배합된 유성 상에 현탁 또는 용해될 수 있다. 필요하다면, 특정 감미제 및/또는 향미제 및/또는 착색제가 첨가될 수 있다.

대안으로 또는 추가로, 약제학적 조성물은 비강 에어로졸 또는 흡입에 의해 투여될 수 있다. 이러한 조성물은 약제학적 제형 업계에 잘 알려진 기법들에 따라 제조되며, 벤질 알콜 또는 다른 적절한 보존제, 생체이용률을 향상시키기 위한 흡수 촉진제, 플루오로카본, 및/또는 당업계에 공지된 다른 용매화제 또는 분산제를 사용하여 염류 용액으로 제조될 수 있다.

일부 양태에서, 본 발명은 담즙산 (예컨대, TUDCA) 및 페닐부티르산 (예컨대, 4-PBA)을 포함하는 조성물, 예컨대 하기 방법들에서 본원에 개시된 약제학적 조성물 (아래에서 'X'로 나타냄)을 사용하는 방법을 제공한다:

본원에 개시된 하나 이상 질환 또는 상태 (예컨대, 신경퇴행성 질환, 하기의 예에서는 'Y'로 지칭함)의 치료에서 의약으로 사용하기 위한 물질 X. Y의 치료를 위한 의약의 제조를 위한 물질 X의 용도; 및 Y의 치료에 사용하기 위한 물질 X.

일부 경우에 있어서, 본원에 개시된 치료적 조성물은 미국에서의 판매를 위해, 미국 내로의 수입을 위해, 및/또는 미국으로부터 수출을 위해 제형화될 수 있다.

당해 약제학적 조성물은 투여 지시서가 있는 용기, 팩 또는 디스펜서에 포함될 수 있다.

용량

본 발명의 일부 양상에서, TUDCA (타우로우르소데옥시콜린산) 및 PBA (4-페닐부티레이트)는 개별적으로 투여된다 (즉, 별개의 용량형). 일부 양태에서, TUDCA는 약 10mg/kg 체중, 약 15mg/kg 체중, 약 20mg/kg 체중, 약 30mg/kg 체중, 약 40mg/kg 체중 또는 약 40mg/kg 체중의 양으로 투여된다. 일부 양태에서, PBA는 약 10mg/kg 체중, 약 30mg/kg 체중, 약 50mg/kg 체중, 약 100mg/kg 체중, 약 200mg/kg 체중 또는 약 400mg/kg 체중의 양으로 투여된다. 당해 화합물은 예컨대 치료 용법의 일부를 포함하여 별개로 또는 함께 투여될 수 있다.

또한, 본 발명은 TUDCA 및/또는 PBA 용량형이 1회 일일 용량으로서 매일, 매주 또는 어떤 다른 기준을 바탕으로 별개로 투여되거나 함께 투여되도록 하는 투약 용법을 제공한다. 또한, 환자는 몇 주, 몇 개월 또는 몇 년의 일정한 기간 동안 특정 용량을 투여받을 수 있다. 예를 들어, 1주, 2주, 3주, 1개월, 2개월, 3개월, 4개월, 5개월, 6개월, 7개월, 8개월, 9개월, 10개월, 11개월, 1년, 2년, 3년, 4년, 5년 등이 될 수 있다.

본 발명의 조성물의 이점으로는, (1) 보다 작은 고체 PBA 용량 크기; 및 (2) 동일한 약리학적 효과를 수득하는데 요구되는 보다 적은 PBA 용량을 포함한다. 따라서, 특정 양상에서, 본 발명은 PBA를 사용한 신경퇴행성 질환의 치료와 비교하여 (예컨대, PBA의 표준 용량과 비교하여) 감소된 용량으로 PBA를 담즙산과 병용하여 투여하는 단계를 포함하는 신경퇴행성 질환의 개선된 치료 방법을 제공한다. 일부 양태에서, 담즙산과 병용 투여된 PBA의 양은 PBA가 단독으로 투여될 때 사용되는 용량에 비하여 약 10%, 약 15%, 약 20%, 약 25%, 약 30%, 약 40%, 약 45%, 약 50% 또는 약 55% 감소된다.

치료 방법

본원에 기술된 방법은 세포의 산화적 스트레스 (예컨대, 세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상, 세포에서 산화환원의 불균형, 또는 세포에서 미토콘드리아 기능장애)와 관련된 장애의 치료 방법을 포함한다. 일부 양태에서, 상기 장애는 신경퇴행성 질환 (예컨대, 알츠하이머병 (AD), 헌팅톤병 (HD), 파킨슨병 (PD), 근위축성 측색 경화증)이다. 일반적으로, 당해 방법은 이러한 치료가 필요하거나 이러한 치료가 필요한 것으로 결정된 대상체 (예컨대, 포유동물 대상체, 예컨대, 인간 대상체)에게 본원에 기술된 바와 같은 치료적 유효량의 담즙산 (예컨대, TUDCA)을 페닐부티르산 (예컨대, 4-PBA)과 병용하여 투여하는 단계를 포함한다.

일부 경우에 있어서, 당해 방법은 상태 또는 질환을 앓고 있거나 앓았던 인간 대상체의 선별을 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 적절한 대상체로는 예를 들어, 상태 또는 질환을 앓고 있거나 앓았었지만 당해 질환 또는 그 상태를 해결한 대상체, 질환의 증상이 (예컨대, 동일한 상태 또는 질환을 가진 다른 대상체 (예컨대, 대다수의 대상체)에 비하여) 감소된 대상체, 및/또는 당해 상태 또는 질환을 가지고도 예컨대 (예컨대, 동일한 상태 또는 질환을 가진 다른 대상체 (예컨대, 대다수의 대상체)에 비하여) 증상이 없는 상태로 (예컨대, 동일한 상태 또는 질환을 가진 다른 대상체 (예컨대, 대다수의 대상체)에 비하여) 오랜 시간 동안 생존하고 있는 대상체를 포함한다.

본원에 개시된 방법들은 광범위한 종들, 예컨대, 인간, 인간이 아닌 영장류 (예컨대, 원숭이), 말, 소, 돼지, 양, 사슴, 엘크, 염소, 개, 고양이, 래빗, 기니아 피그, 햄스터, 래트 및 마우스에 적용될 수 있다.

분리된 세포에 사용된 "치료하다", "치료하는", "치료" 라는 용어는 당해 세포를 임의의 종류의 과정 또는 조건을 거치게 하는 것, 또는 당해 세포에 대해 임의의 종류의 조작 또는 절차를 수행하는 것을 포함한다. 대상체에 사용할 때, "치료하는" 이라는 용어는 한 개체에게 의학적 또는 외과적 관심, 돌봄 또는 관리를 제공하는 것을 일컫는다. 당해 개체는 보통 병들거나 상처를 입거나, 또는 인구의 평균 구성원에 비해 병들 위험이 증가한 상태에 있어 그러한 관심, 돌봄 또는 관리가 필요하다.

일부 양태에서, "치료하는" 및 "치료" 라는 용어는 대상체에게 유효량의 조성물, 예컨대 담즙산 및 페닐부티르산을 포함하는 조성물을 투여하여 당해 대상체가 질환의 적어도 하나의 증상에서의 감소가 있거나 또는 질환의 개선, 예를 들어 유익하거나 목적하는 임상적 결과가 있게 되도록 하는 것을 일컫는다. 본 발명의 목적상, 유익하거나 목적하는 임상적 결과로서는, 이에 제한되지는 않지만, 하나 이상의 증상의 완화, 질환의 정도 감소, 안정화된 (즉, 악화되지 않는) 질환의 상태, 질환 진행의 지연 또는 서행, 질환 상태의 완화 또는 일시적 완화 및 감지가능하거나 감지될 수 없건 간에 (부분적이거나 전반적인) 완치를 포함한다. 치료는 치료를 받지 않은 경우에 예측되는 생존 시간에 비해 생존 시간이 연장되었음을 언급할 수 있다. 따라서, 당업자라면 치료가 질환 상태를 개선시킬 수는 있지만 질환에 대한 완전한 치유가 될 수는 없다는 점은 인식하고 있다. 일부 양태에서, 치료는 본원에 개시된 바와 같은 신경퇴행성 질환을 발병할 위험이 있는 당해 대상체가 본원에 개시된 조성물 (예컨대, 담즙산과 페닐부티르산을 포함하는 조성물)을 투여 받는 경우에 "예방적 치료"가 될 수 있다. 일부 양태에서, 치료는 질환의 진행이 늦춰지거나 중지되는 경우에 "효과적"이다.

본원에서 사용된 "대상체" 라는 용어는 임의의 동물을 일컫는다. 일부 경우에 있어서, 당해 대상체는 포유동물이다. 일부 경우에 있어서, 본원에서 사용된 "대상체" 라는 용어는 인간 (예컨대, 남자, 여자 또는 어린이)을 가리킨다.

일부 경우에 있어서, 대상체 선별은 대상체 (예컨대, 후보 대상체)로부터 샘플을 수득하는 단계 및 당해 대상체가 선택하기에 적절한 징후를 보이는지에 대해 상기 샘플을 시험하는 단계를 포함한다. 일부 경우에 있어서, 당해 대상체는 예를 들어 보건 의료 전문가에 의해 상태 또는 질환을 앓았거나 앓고 있는 것으로 확정되거나 확인될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 상태 또는 질환에 대해 양성 면역 반응이 표출되고 있음은 환자의 기록, 가족력으로부터 및/또는 양성 면역 반응의 징후를 검출함으로써 확인할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 여러 당사자들이 대상체 선별하는데 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 당사자는 후보 대상체로부터 샘플을 수득할 수 있고, 제2 대상자는 상기 샘플에 대해 시험할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 대상체는 의료인 (예컨대, 일반의)에 의해 선택되고/되거나 조사될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 대상체 선별은 선별된 대상체로부터 샘플을 수득하는 단계 및 상기 샘플을 저장하는 단계 및/또는 본원에 개시된 방법들을 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 샘플은 예를 들어, 세포 또는 세포의 집단을 포함할 수 있다.

일부 경우에 있어서, 치료 방법은 당해 대상체가 앓고 있는 질환 또는 상태의 예방 또는 치료를 위해 요구되는 바에 따른 단회 투여, 다회 투여 및 반복 투여를 포함한다. 일부 경우에 있어서, 치료 방법은 치료하기 전, 치료하는 동안 및/또는 치료한 후 당해 대상체의 질환의 정도를 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 치료는 대상체에서 질환의 정도가 감소되었음이 감지될 때까지 계속될 수 있다.

본원에서 사용된 "투여하다", "투여하는", "투여" 라는 용어는 본 발명의 약물을 형태에 상관없이, 이식, 흡수, 섭취, 주입 또는 흡입하는 것을 일컫는다. 일부 경우에 있어서, 본원에 개시된 하나 이상의 화합물은 대상체에게 국소 (예컨대, 비강으로) 및/또는 경구 투여될 수 있다. 예를 들어, 본원의 방법은 목적한 효과 또는 언급한 효과를 달성하기 위한 유효량의 화합물 또는 화합물 조성물의 투여를 포함한다. 임의의 특정 환자에 대한 구체적인 용량 및 치료 용법은 여러 가지 인자들, 예컨대 사용된 구체적인 화합물의 활성, 연령, 체중, 대체적인 건강 상태, 성별, 식단, 투여 시간, 배설량, 약물 병용, 질환, 상태 또는 증상의 중증도 및 경과, 질환, 상태 또는 증상에 대한 환자의 기질 및 치료하는 의사의 판단에 따라 달라질 것이다.

투여 후, 당해 대상체는 질환의 정도에 대해 감지, 평가 또는 측정될 수 있다. 일부 경우에 있어서, 치료는 당해 대상체에서 질환의 정도의 변화 (예컨대, 감소)가 감지될 때까지 계속될 수 있다.

환자의 상태가 개선 (예컨대, 당해 대상체에서 질환의 정도의 변화 (예컨대, 감소))되면, 필요하다면 본 발명의 화합물, 조성물 또는 병용물의 유지 용량이 투여될 수 있다. 이후, 투여 용량 또는 빈도, 또는 양자 모두는 당해 증상의 작용에 따라 증상의 개선된 상태가 유지되는 수준까지 감소될 수 있다. 그러나, 환자는 질환의 증상이 재발할 경우를 대비하여 장기적인 관점에서 간헐적 치료를 요구할 수도 있다.

실시예

본 발명을 하기 실시예에서 추가로 기술하지만, 이러한 실시예들은 청구범위에 기술된 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

재료 및 방법:

화합물들을 찰스 리버 랩스 디스커버리 리서치 서비스 핀란드(Charles River Labs Discovery Research Services Finland)의 과산화물 노출 신경 세포 모델에서 시험하였다.

E18 위스타(Wistar)의 래트 배아로부터 피질 혼합 배양액을 제조하였다 [래버러토리 애니멀 센터 (Laboratory Animal Center), 핀란드 쿠오피오 소재]. 대뇌 피질을 절개하여 조직을 작은 조각들로 절단하였다. 세포들을 DNase와 파파인을 사용한 15분의 항온배양에 의해 분리하였다. 상기 세포들을 원심분리 (1500 rpm, 5분)에 의해 수집하였다. 조직을 파이펫을 사용하여 분쇄하고 세포들을 2g/l의 글루코스, 2mM의 글루타민, 0.1㎍/ml의 젠타마이신 및 10%의 열-비활성화 말 혈청 (HS-HI)과 열-활성화 소 혈청 (FBS-HI)이 보충된 MEM 중의 폴리-L-리신이 코팅된 48개의 웰 상에 플레이팅하였다 (3x10⁵ 개의 세포/cm²). 시험관 내에서 3일 후, 보충물과 5%의 상기 양 혈청 모두가 첨가된 MEM을 함유하는 배지로 바꿔 상기 세포들에 넣었다. 시험관 내에서 6일째 되는 날, 원치 않는 세포 부분을 사이토신 아라비노사이드 (최종 농도는 10μM)를 첨가하여 24시간 동안 억제시켰다. 실험하기 전, 상기 배양액에 보충물과 5% HS-HI가 첨가된 MEM을 다시 공급하였다.

시험관 내에서 10일째 되는 날에 실험을 위해 좋은 형태의 웰들을 선별하였다. 시험 화합물들을 보충물과 5% HS-HI가 첨가된 MEM 중에서 희석하였다. 24시간 뒤, 300μM의 NMDA (24시간 동안)를 모든 신경 세포의 사멸에 대한 대조군으로서 사용하였고, H₂O₂ (1시간 동안)를 약 30 내지 60%의 세포 사멸을 유도하는데 사용하였다. DFX (100μM)를 H₂O₂로 유도된 세포 사멸의 억제를 위한 잠재적인 양성 대조군으로 사용하였다. 배지로 처리된 웰들은 0-대조군으로서만 제공하였다. 시험 화합물들을 H₂O₂를 첨가하기 24시간 전에 상기 세포들에 파이펫팅하였다. 60분 후, 배지를 제거하고 당해 화합물을 함유하는 배지를 상기 웰에 파이펫팅하여 24시간 동안 두었다.

24시간 후, 모든 웰의 배양 배지를 수집하고, 있을 수 있는 세포 잔해물은 원심분리(13 000 rpm, 3분)로 제거하였다. 100㎕의 분취량을 파이펫팅하여 마이크로 적정 플레이트에 재차(duplicate) 넣고, 동량의 LDH 시약을 웰에 파이펫팅하여 넣었다. 멀티스캔 에슨트(Multiskan Ascent) ELISA 판독기 (핀란드 써모(Thermo)사 제조) 내의 3분 역학 검사 프로토콜을 사용하여 340nm에서 흡광도를 즉시 측정하였다. 분당 흡광도의 변화를 측정하였는데, 이는 방출된 LDH (=세포 사멸)에 정비례한다.

LDH 측정을 위해 세포 배양 배지를 수집한 후, 100㎕의 프레스토블루(PrestoBlue) 용액 [배양 배지 중에서 1:10으로 희석한 프레스토블루 시약(인비트로겐(Invitrogen)사 제조, #A13261, 로트넘버 915815C)]을 웰에 첨가하여 +37℃의 CO₂ 항온배양기에서 1시간 동안 항온배양하였다. 빅토르 플루오로리더(Vitor fluororeader)(퍼킨엘머(PerkinElmer)사 제조)를 사용하여 560 nm 여기 상태 / 615 nm 발광 상태에서의 형광세기를 측정하였다.

사용된 화합물의 농도당 웰의 수는 6개 였다(n=6). 한가지 (1) 농도의 100㎕의 TUDCA 및 1mM 4-PBA에 대해 개별 및 병용 사용에 대해 연구하였다. 통계 분석을 마이크로소프트사의 엑셀에서 산출하였다. 모든 상태를 다른 여타의 상태들과 비교하는 양측, 등분산 t-검정을 사용하여 수치를 분석하였다.

실시예 1

본 발명자들은 과산화물 노출 신경 세포 모델에 병용된 TUDCA와 4-PBA를 시험하여 이들이 협력하여 무슨 효과를 가질 수 있는지를 연구하였다. 과산화물 노출 신경 세포 모델은 이의 산화적 스트레스 및 다양한 신경퇴행성 질환의 병증과의 상관관계의 측면에서 선택되었다. 이 연구에서, 본 발명자들은 세포 생존력과 세포 사멸을 기초로 효능을 평가하였다.

TUDCA와 4-PBA를 병용하여 사용하였더니 90.4%의 세포 생존력을 유도하였는데, 이는 대조군의 세포 생존력인 48.6%에 비해 통계학적으로 유의한 개선이다 (p<.003) (도 1, 표 1). TUDCA 및 4-PBA를 사용한 개별 치료는 각각 59%와 72%의 세포 생존력을 유도하였는데, 이는 대조군과 다르게 유의하지 않았다 (각각 p<.414 및 p<.071) (도 1, 표 1). 따라서, 병용한 경우는 개별 약물 치료의 효능을 합한 것에 비해 24%의 효능 증가를 야기한다. 300μM의 NMDA를 음성 대조군으로 사용하였더니, 약 0%의 세포 생존력이 유도되었다. DFX는 과산화물 노출 조건에서보다 약 11%가 적은 세포 생존력을 유도하는 불규칙한 결과를 제공하였다. 이러한 결과는 프레스토블루 측정 모드를 방해하는 DFX에 기인한 것으로 생각되므로, 본 결과는 배제시켰다. 효능은 대조군의 평균 생존력과 당해 평균 생존력의 절대값의 차이로 산출된다.

프레스토블루 연구에서 볼 수 있는 바와 같이 분자들의 병용에 의해 거의 다시금 제어할 수 있게 된 점은 정말로 놀라운 것이고, 이러한 병용이 과산화물 독성과 연관이 있는 질환의 치료로서 잠재력이 있음을 강조하고 있는 것이다. 상기 병용은 각 화합물 단독에 의해 제공된 이점들을 합한 것 이상으로 생존력을 향상시키고 세포 사멸을 감소시켰다.

H ₂ O ₂ 노출 후 프레스토블루에 의해 평가된 세포 생존력
	평균 (%)	표준 오차 (%)
미처리	100.00	2.21
H₂O₂ 40 uM	48.56	7.45
TUDCA 100 uM	58.59	9.10
4-PBA 1 mM	72.20	9.01
TUDCA+4-PBA 각각 100um, 1mM	90.39	7.40
DFX 100 uM	37.49	3.72
NMDA 300 uM	0.00	2.73

TUDCA와 4-PBA를 병용하여 사용하였더니 31.5%의 세포 사멸율을 유도하였는데, 이는 대조군의 세포 사멸율인 62.5%에 비해 통계학적으로 유의한 개선이다 (p<.021) (도 2). TUDCA 및 4-PBA를 사용한 개별 치료는 각각 60.4%와 46.5%의 세포 사멸율을 유도하였는데, 이는 대조군과 다르게 유의하지 않았다 (각각 p<.808 및 p<.162) (도 2). 따라서, 병용한 경우는 개별 약물 치료의 효능을 합한 것에 비해 71%의 효능 증가를 야기한다. DFX와 NMDA를 각각 양성 대조군 및 음성 대조군으로 사용하였더니, 각각 38.5%와 100%의 세포 사멸이 유도되었다. 효능은 대조군의 평균 생존력과 당해 평균 생존력의 절대값의 차이로 산출된다.

이러한 놀랍고도 상승한 결과들은 TUDCA와 4-PBA의 병용이 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상에 대한 신규하고도 효과적인 잠재적 치료가 될 수 있어, 신경 세포의 산화적 스트레스를 감소시키고, 산화적 스트레스와 관련된 하나 이상의 증상을 치료하거나, 산화적 스트레스와 관련된 질환의 개시를 방지하거나, 또는 산화적 스트레스와 관련된 질환의 발병을 늦출 수 있음을 시사한다.

H ₂ O ₂ 노출 후 LDH 에 의해 평가된 세포 사멸
	평균 (%)	표준 오차 (%)
미처리	0.00	1.25
H₂O₂ 40 uM	62.48	13.09
TUDCA 100 uM	60.37	11.75
4-PBA 1 mM	46.47	11.05
TUDCA+4-PBA 각각 100um, 1mM	31.52	9.50
DFX 100 uM	38.50	8.58
NMDA 300 uM	100.00	16.90

기타 양태

본 발명을 상세한 설명과 함께 기술하였지만, 상기한 상세한 설명은 본 발명을 예시하고자 하는 것이지 첨부된 청구범위의 범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위를 한정하려고 하는 것은 아니다. 다른 양상들, 이점들 및 변형들도 후술되는 청구범위의 범위 내에 있는 것이다.

Claims

세포에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상을 감소시키는 방법으로서, 상기 방법이 상기 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
세포에서 산화환원 항상성을 조절하는 방법으로서, 상기 방법이 상기 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
세포에서 미토콘드리아 기능장애를 감소시키는 방법으로서, 상기 방법이 상기 세포를 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭; 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭과 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
대상체에서 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상과 관련된 신경퇴행성 질환을 치료하는 방법으로서, 상기 방법이
반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상과 관련된 신경퇴행성 질환을 경험하는 대상체를 확인하는 단계; 및
상기 대상체에게 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭을 투여하는 단계를 포함하고,
이때, 담즙산과 병용 투여된 PBA의 양은 PBA만을 투여했을 때와 비교하여 10% 내지 50% 감소된, 방법.
신경퇴행성 질환의 치료가 필요한 대상체에서 신경퇴행성 질환을 치료하는 방법으로서, 상기 방법이
적어도 하나의 APOEε4 대립유전자의 복제본을 사용하여 상기 대상체를 확인하는 단계; 및
상기 대상체에게 담즙산, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭 및 페닐부티르산 (PBA), 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭을 포함하는 조성물을 투여함으로써, 상기 신경퇴행성 질환을 치료하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담즙산이 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA), 우르소데옥시콜린산 (UDCA), 케노데옥시콜린산, 콜린산, 하이오데옥시콜린산, 데옥시콜린산, 7-옥소리토콜린산, 리토콜린산, 요오도데옥시콜린산, 이오콜린산, 타우로케노데옥시콜린산, 타우로데옥시콜린산, 글리코우르소데옥시콜린산, 타우로콜린산, 글리코콜린산, 또는 이의 유사체, 유도체, 또는 이의 프로드럭으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 담즙산이 타우로우르소데옥시콜린산 (TUDCA) 및 우르소데옥시콜린산 (UDCA)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PBA가 4-페닐부티르산, 글리세릴(트리-4-PBA), 페닐아세트산, 2-POAA-OMe, 2-POAA-NO2, 2-NOAA 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염, 유사체, 유도체, 또는 프로드럭인, 방법.
제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포를 약 80μM 내지 약 120μM 농도의 담즙산과 접촉시키는, 방법.
제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포를 약 0.8 mM 내지 약 1.2 mM 농도의 페닐부티르산과 접촉시키는, 방법.
제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포가 포유동물 세포인, 방법.
제11항에 있어서, 상기 포유동물 세포가 인간 세포인, 방법.
제1항 내지 제3항 및 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세포가 뉴런인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 반응성 산소 대사산물 매개된 산화적 손상이 과산화수소 (H₂O₂) 매개된 손상인, 방법.
제4항에 있어서, 상기 신경퇴행성 질환이 알츠하이머병 (AD), 헌팅톤병 (HD), 파킨슨병 (PD), 근위축성 측색 경화증 (ALS), 피크병, 다발성 뇌경색 치매, 크로이츠펠트-야콥병, 루이소체 치매 (DLB), 혼합형 치매 및 전두측두엽 치매로부터 선택되는, 방법.
제15항에 있어서, 상기 신경퇴행성 질환이 알츠하이머병인, 방법.