KR20160021789A - 방사성 핵종으로 분류된 아넥신을 사용해서 알츠하이머 질환의 진단 및 치료 - Google Patents

Abstract

알츠하이머 질환은 tin-117m-DOTA 아넥신 V를 투여하는 것에 의해 과도한 베타 아밀로이드가 축적되기 전에 과다 활동성 소교 세포를 공격하는 것에 의해 치료된다. 낮은 방사선량에서의 이 화합물은 노화된 과다 활동성의 소교 세포에 선택적으로 결합하고 과다 활동성의 소교 세포에서 세포 사멸자를 효과적으로 유발하는 전환 전자를 방출한다. tin-아넥신 A1의 후속 치료는 혈액 뇌장벽을 치료하기 위해 투여될 수 있다. 아넥신 A1은 혈액 뇌장벽의 치료를 보조하며, 이와 관련된 tin-117m은 혈액 뇌장벽과 관련이 있는 노화된 과다 활동성의 소교 세포에서 세포 사멸자를 유발할 것이다.

Description

방사성 핵종으로 분류된 아넥신을 사용해서 알츠하이머 질환의 진단 및 치료{DIAGNOSING AND TREATING ALZHEIMER'S DISEASE USING ANNEXINS WITH LABELED WITH A RADIO NUCLIDE}

본 출원은 2013년 5월 23일자로 제출된 미국 예비 특허출원 제61/826,701호를 기초로 하고, 우선권을 주장한 것으로, 여기서 완전히 설명된 것과 같이 개시내용 전체가 참고로 여기에 인용되어 있다.

알츠하이머 질환(Alzheimer's disease)의 원인과 발생에는 여러 가지 이론이 있다. 그러나, 베타 아밀로이드(beta amyloid)의 축적에 이은 인지 능력의 저하를 포함하는 것은 분명하다.

베타 아밀로이드는 뇌의 대식 세포(macrophages)인 소교 세포(microglia)로부터 형성된다. 소교 세포는 뇌에서 여러 중요한 기능을 한다. 하지만, 소교 세포는 과다 활동이 될 수도 있으며, 그로 인해, 뇌에서 베타 아밀로이드의 생성 및 축적을 일으키고 이어서 인지 저하를 초래한다. 일반적으로, 대부분의 베타 아밀로이드는 심지어 경도 인지 장애(mild cognitive impairment)의 임상적인 검출 이전에 생성된다. 진단 시에, 뇌의 50% 이상이 손실되어 있을 수 있다. 그래서, 알츠하이머병의 치료는 치매의 시작 이전, 바람직하게는 훨씬 이전부터 진행되어야만 한다.

또한, 대부분의 신경 퇴행성 질환으로서, 혈액 뇌장벽(blood brain barrier)의 저하도 있다.

본 발명은 베타 아밀로이드의 축적이 노화된 과다 활동성의 소교 세포에 의해서 억제될 수 있다는 성취를 전제로 한다. 과다 활동성의 소교 세포는 노화된 과다 활동성의 소교 세포에 짧은 범위의 방사성 동위원소를 단지 결합시켜서 파괴시킬 수 있다. 이것은 소교 세포들이 베타 아밀로이드를 생산하는 사건의 케스케이드(cascade)에 참여하는 것을 방지하여 이들 소교 세포에서 세포 사멸자의 유발에 의해서 노화된 과다 활동성의 소교 세포의 파괴를 일으킬 것이다.

특히, 본 발명은 과다 활동성의 소교 세포에 부착되도록 방사성 핵종으로서 tin-117m, 특히 tin-117m-아넥신(annexin) V를 이용한다.

본 발명의 추가 구현예에에서, 아넥신 A1에 부착된 tin-117m의 두번째 투약량이 투여될 수 있다. 아넥신 A1은 혈액 뇌장벽의 치료를 보조하며, 그 다음에 tin-117m은 어떤 과다 활동성의 소교 세포와 혈액 뇌장벽의 저하와 관련된 다른 염증성 면역 반응 세포를 파괴한다.

본 발명의 목적과 이점은 이하의 상세한 설명을 참고하여 더 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따르면, 알츠하이머 질환은 과다 활동성의 소교 세포의 세포 사멸자를 유발하는데 효과적인 일정량의 tin-아넥신 V를 환자에게 투여하는 것에 의해서 치료된다.

tin-117m 아넥신은 바람직하게는 담체가 첨가되지 않은 tin-117m으로부터 형성된다. 담체가 첨가되지 않은 tin-117m을 생산하는데는 여러 가지 방법이 있다. 한가지 방법은 Stevenson의 U.S. 특허 제8,257,681호에 기재되어 있으며, 본 발명에서 다른 방법을 채택할 수도 있지만, 그 개시 내용을 여기에 참고로 삽입하기로 한다. tin-117m은 특이한 동위원소이다. 비록 그것은 약간의 감마 방사선을 방출하지만, 방사선의 1차 선원은 전환 전자이다. 전환 전자로부터의 방사선은 설정 거리, 290 미크론은 통과하므로 주석 원자와 290 미크론 보다 더 멀리 떨어진 세포에는 손상을 주지 않는다.

다시 tin-117m은 아넥신 분자에 결합된다. 아넥신은 칼슘의 mm몰 농도의 존재하에서 지질막에 높은 친화력으로 결합하는 능력을 가지는 분자의 일종이다. 아넥신도 여러 종류들이 있다. 여기서 용어 "아넥신"은 인간 태반과 같은 천연 공급원으로부터 정제된 자연 그대로의 아넥신 또는 예를 들어 유전 공학 또는 다른 수단을 통해서 생산된 자연 그대로의 시퀀스를 함유하는 아넥신 분자를 포함한다. 용어 아넥신은 만일 달리 특정하지 않는다면, 어떤 공급원로부터 유래 또는 생산된 이하에서 정의하는 아넥신을 포함한다.

변형된 아넥신은 아넥신의 막과의 결합 친화력을 재료적으로 변경하지 않는 방식으로 변경된 분자의 자연 그대로의 시퀀스를 갖는 분자이다. 이러한 아넥신은 당업자에게 공지된 바와 같은 화학, 유전 공학 또는 재조합 기술에 의해서 생산될 수 있다. 상기 변형은 각종 아미노산 잔기의 추가 및/또는 자연 그대로 또는 유전자 조작 시퀀스의 단일 부위에서의 아미노산의 추가/삭제를 통해서 시퀀스의 변형을 포함할 수 있다. 예를 들면, 아넥신은 아미노산 잔기의 추가에 의해서 N-말단에서 변형될 수 있다. 여기서, 아미노산의 적어도 하나는 접근 가능한 설프히드릴기(sulfhydryl group)를 제공한다. 접근 가능한 설프히드릴기 또는 기들은 접합 시 이용될 수 있거나 추가 접합을 위한 이용 가능한 상태로 남아 있을 수 있다. 용어 '변형된 아넥신"은 아넥신 다량체(multimer)를 포함한다.

아넥신 다량체는 2개 이상의 단량체인 변형된 아넥신 분자의 조합물로서, 다량체의 성분은 단량체의 아넥신과 유사한 또는 개량된 막 결합 친화력을 초래할 수 있는 자연 그대로, 재조합 또는 이들의 임의 조합물일 수 있다. 20개 까지 변형된 아넥신으로 구성된 다량체가 본 발명에서 유용하다. 아넥신 다량체의 일례로는 아넥신 이량체가 있으며, 변형된 아넥신에서 접근 가능한 시스테인기(cysteine group) 사이가 디설파이드 결합으로 연결된 2개의 변형된 아넥신으로 구성될 수 있다. 아넥신 이량체는 융합 단백질로서 직접적으로 생산될 수 있다.

대표적으로 연결 분자가 tin-117m을 아넥신에 부착시키기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 연결 분자 중 하나는 1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산, 또는 DOTA가 있다. 일반적으로, 아미노벤질 DOTA가 사용된다. 이들 분자의 구조는 미국 특허 제8,283,167호에 개시되어 있으며, 그 개시 내용을 여기에 참고로 삽입하기로 한다. 이하에서 개시하는 바와 같이, 아넥신 V는 세포 사멸자의 유발을 통해서 과다 활동성 소교 세포를 결합 및 파괴하는데 바람직하게 사용된다. 아넥신 A1은 혈액 뇌장벽을 치료하는데 사용된다.

알츠하이머 질환은 일반적으로 DOTA와 함께 연결된 tin-117m 아넥신 V의 유효 투약량을 투여하는 것에 의해서 치료된다. 본 발명에서 이용되는 투약량은 투여 형식에 따라 변할 수 있다. 생리 식염수와 같은 적당한 담체에서의 tin-117m 아넥신 V은 동맥혈 내, 척수 내, 요추에 포함, 또는 뇌조 내, 맥관 내 또는 뇌의 뇌실로 직접 투여될 수 있다. tin-117m을 위한 뇌로의 경로를 보다 똑바로 하기 위해서는 투약량이 보다 낮을 필요가 있다. 바람직하게는, 호르메틱(hormetic) 투약량으로 뇌에서 전환 전자 테라피를 제공하기에 충분한 투약량을 적용하는 것이 좋다. 일반적으로 상당히 낮은 투약량은 호르메시스(hormesis)를 제공한다. 그 투약량은 뇌반구 각각에 대해 일반적으로 약 0.03 내지 0.3 밀리퀴리이다. 하지만, 계로 주입된 투약량은 광범위하게 변할 수 있고, 약 3 밀리퀴리에서 50 밀리퀴리까지, 일반적으로 약 3 밀리퀴리 내지 약 20 밀리퀴리 또는 5 내지 10 밀리퀴리로 할 수 있다.

과다 활동성의 소교 세포는 아넥신이 자연적으로 결합하는 포스파티딜 세린이 노출되어 있다. 이것은 과다 활동성의 소교 세포에 tin-117m을 결합시킨다. tin-117m는 단지 290 미크론을 이동하는 전환 전자의 형태로, 그리고 낮은 치료 투약량(예, 비-DNA 골절 투약량 또는 호르메시스 투약량)에서 치료 에너지를 갖고 있기 때문에, 소교 세포에 부착될 때, 방사선이 노화된 소교 세포가 위치하는 뇌에서 신경세포간 영역에 주로 영향을 줄 것이다.

투여 시기는 가능한한 초기에 해야 하고, 실제로 알츠하이머의 어떤 임상적인 징후 이전에 발생할 수 있다. tin-117m 아넥신 V의 투여는 알츠하이머 질환과 관련된 베타 아밀로이드의 축적, 타우 단백질(tauprotein) 및 다른 잠재적인 변화의 표시가 있는 한 정식으로 인가되어진다. 해마다 베타 아밀로이드의 축적이 알츠하이머의 임상적인 징후에 앞서기 때문에, 알츠하이머의 어떤 임상적인 징후가 확인되는 즉시, 본 발명의 조성물을 투여해야 한다. tin-117m 아넥신 V는 재투여될 수 있다. tin-117m이 400시간 이상으로 장시간 동안 뇌에 남아 있는 한, tin-117m을 재투여하기 전에 최소한 반년 내지 1년은 기다려야 한다. tin-117m 아넥신은 일반적으로 3개월 내지 1년 간격으로 환자 인생의 나머지 기간 동안 2번 또는 그 이상 재투여될 수 있다. 이와 마찬가지로, tin-117m 아넥신 A1은 동일한 간격으로 재투여될 수 있다.

실시예 1

본 발명의 효능을 확립하기 위해, DOTA 아넥신 V에 결합된 tin-117m의 500 마이크로퀴리가 도면에 나타낸 바와 같이 환자의 말초 정맥에 주입되었다. 처음에, 뇌에서 관찰된 투약량은 1.5 마이크로퀴리였으나, 이것은 0.5 마이크로퀴리로 빠르게 떨어졌고, 400시간 이상의 기간이 지나서 0.4와 0.1 마이크로퀴리로 안정되었다. 이것은 tin DOTA 아넥신이 혈액 뇌장벽를 가로질러서 뇌에 집중되고 장기간에 걸쳐 뇌에 효과적으로 머문다는 것을 입증하는 것이다. tin-117m의 반감기가 14일인 것으로 인해 400시간 이상에서는 현저한 감소가 예상될 수 있다. (도면 참조)

제2 치료 화합물, tin-117m 아넥신 A1(tin-117m 아미노벤질 DOTA 아넥신 A1)이 tin 아넥신 V와 거의 동일한 투약량으로 투여될 수 있다. 아넥신 A1은 알츠하이머로 보통 개인적으로 손상되어 있는 혈액 뇌장벽의 치료를 도울 것이며, 이와 관련된 tin-117m은 현재 노화된 과다 활동성의 소교 세포에서 세포 사멸자를 유발할 것이다.

tin-117m-아넥신 A1 복합체가 tin-117m-아넥신 V 복합체와 동시에 투여될 것이다. 하지만, 바람직하게, tin-117m-아넥신 A1을 투여하기 전에 대체적으로 tin의 반감기(또는 7일)의 절반, 약 두 번의 반감기(또는 28일) 까지는 기다려야 한다. 그래서, tin-117m-아넥신 A1은 혈액 뇌장벽을 교차하는 tin-117m 아넥신 V와 간섭하지 않는다.

실시예 2

4,659 Ci/g의 비활성을 갖는 4M HCl에 용해된 Sn-117m의 mCi 한 개를 유리병에 배치하고 건조를 위해 증발시켰다. 두 기능을 가진 킬레이트제 수용액, 아미노벤질-DOTA를 용액 중의 전체 금속에 대한 킬레이트가 10 : 1의 비율이 되게 첨가하였다. 상기 용액을 밀봉하고, 140℃에서 15분 동안 가열하였다. 과잉의 킬레이트와 시료에서 다른 불순물을 제거하기 위해서 형성된 Sn-117m-DOTA 킬레이트를 역상 HPLC로 정제하였다. 최종으로 정제된 킬레이트를 순수한 티오포스겐 0.2 ㎕로 처리하고, 과잉의 티오포스겐을 에테르로 3번 추출하여 제거하였다. 그 결과 아닐린기가 이소티오시아나토기로 전환되었다. 킬레이트의 pH를 약 6으로 조정한 후 0.37 ㎎의 아넥신 V를 0.367 ㎕로 첨가하였다. pH를 중탄산염 완충액으로 9.2fh 조정하고, 이 용액을 37℃에서 90분 동안 흔들면서 가열하였다. 유리병의 내용물을 10㎖ 중력공급 탈염탑(Bio-Rad EconoPac-10DG)을 사용하여 정제하고, 0.5㎖의 분율을 수집하였다. Sn-117m-아넥신 A-1(리포코르틴으로도 칭함)을 함유하는 생성물 피크를 분율 7-10에서 희석시켰다. Sn-117m 활성율을 기초로 한 수득율은 12% 이었다.

본 발명의 다른 구현예로서, tin-117m-아넥신-V는 tin-117m-DOTA 아넥신 V를 투여하고 뇌를 영상화하는 것에 의해 과다 활동성 소교 세포의 존재를 결정하기 위한 진단용 툴로서 사용될 수 있다. tin-117m은 SPECT에 의해 검출될 수 있는 감마 방사선을 방출한다. 대안적으로, Tc-99m 아넥신 V와 같은 화합물은 순수하게 진단을 목적으로 이용될 수 있다. 뇌에서 검출된 보통의 방사선 보다 큰 것은 인지 장애 이전이라도 알츠하이머 질환을 암시하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따르면, 알츠하이머 질환은 베타 아밀로이드의 과대한 축적과 이와 연관된 뇌 중량과 인식 능력의 손실 이전에 과다 활동성 소교 세포를 파괴함으로써 매우 이른 단계에서 검출 및/또는 치료될 수 있다. 본 발명은 매우 이른 시기에 과다 활동성 소교 세포를 검출하는 방법이 가능하고, 과다 활동성 소교 세포를 공격하는 특별한 모드를 제공하는 것이 가능하다. 비교적 낮은 투약량이 요구되기 때문에, 호르메시스 영향이 달성된다. 추가로, tin-117m으로부터 방출된 방사선의 유효 거리가 짧기 때문에, 백색질만 영향을 받고, 회색질이나 뇌의 신경은 본 치료에 의해서 부정적인 영향을 받지 않는다. 만약에 해로운 영향이 있다손 치더라도 화합물이 최저일 때, 필요에 따라 반복될 수 있다. 또한, 본 발명은 혈액 뇌장벽을 치료할 수 있는 추가된 이점을 제공한다.

본 명세서는 본 발명을 실시하는 바람직한 방법에 따른 본 발명의 상세한 설명이다. 하지만, 본 발명 자체는 첨부하는 특허청구범위에 의해서 단지 정의되어야만 할 것이다.

Claims (21)

1. 뇌에 있는 노화된 과다 활동성의 소교 세포에서 세포 사멸자를 유발하기 위해 유효 투약량의 tin-117m 아넥신을 알츠하이머 질환을 가지는 개인에게 투여하는 것을 포함하는 알츠하이머 질환의 치료 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 tin-117m은 첨가된 담체가 없는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 tin-117m-DOTA 아넥신을 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 tin-117m-DOTA 아넥신은 tin-DOTA 아넥신 V인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 양은 동맥혈 내로 주입되면 뇌반구당 0.03 내지 50밀리퀴리 또는 정맥 내로 주입되면 3.0 내지 10.0 밀리퀴리로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 양은 뇌조 또는 요추 주사에 의해 정맥 내로 주입할 경우 약 0.3 내지 약 1.0 밀리퀴리로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 알츠하이머의 임상적인 징후의 발생 전에 투여하는 방법.
8. 제3항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 동맥혈 내로 투여되는 방법.
9. 제3항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 척수 내로 투여되는 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 척추의 요부로 투여되는 방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 뇌조 내로 투여되는 방법.
12. 제3항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신은 뇌의 뇌실 내로 투여되는 방법.
13. 제1항에 있어서, tin-117m 아넥신 A1을 투여하는 것을 추가로 포함하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신 A1은 상기 tin-117m 아넥신 V의 투여후 7 내지 28일 내에 투여되는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신 V는 3개월 내지 1년 간격으로 2회 이상 투여되는 방법.
16. 제12항에 있어서, 상기 tin-117m 아넥신 A1은 tin-117m-DOTA-아넥신 A1인 방법.
17. 검사 가능한 방사성 핵종으로 분류된 아넥신 V를 개인에게 투여하고 환자의 뇌에서 방사성 핵종을 비침습적으로 검사하는 것을 포함하는 과다 활동성의 소교 세포의 검사 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 방사성 핵종은 Tc-99m인 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 방사성 핵종은 tin-117m인 방법.
20. tin-117m 아넥신 A1을 포함하는 조성물.
21. tin-1117m-DOTA-아넥신 A1을 포함하는 제20항에 따른 조성물.

Images