KR20180123216A - Ca ix-표적 nir 염료 및 그의 용도 - Google Patents

Ca ix-표적 nir 염료 및 그의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20180123216A
KR20180123216A KR1020187027616A KR20187027616A KR20180123216A KR 20180123216 A KR20180123216 A KR 20180123216A KR 1020187027616 A KR1020187027616 A KR 1020187027616A KR 20187027616 A KR20187027616 A KR 20187027616A KR 20180123216 A KR20180123216 A KR 20180123216A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compound
tumor
amino acid
linker
compounds
Prior art date
Application number
KR1020187027616A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102342319B1 (ko
Inventor
슈미스 에이. 쿨라라트네
프라빈 가가레
아난다 칸둘루르
Original Assignee
온 타겟 래보래토리스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 온 타겟 래보래토리스, 엘엘씨 filed Critical 온 타겟 래보래토리스, 엘엘씨
Publication of KR20180123216A publication Critical patent/KR20180123216A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102342319B1 publication Critical patent/KR102342319B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/005—Fluorescence in vivo characterised by the carrier molecule carrying the fluorescent agent
    • A61K49/0052—Small organic molecules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • A61B1/000094—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope extracting biological structures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0073—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by tomography, i.e. reconstruction of 3D images from 2D projections
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7282—Event detection, e.g. detecting unique waveforms indicative of a medical condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/0019—Fluorescence in vivo characterised by the fluorescent group, e.g. oligomeric, polymeric or dendritic molecules
    • A61K49/0021—Fluorescence in vivo characterised by the fluorescent group, e.g. oligomeric, polymeric or dendritic molecules the fluorescent group being a small organic molecule
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/0019—Fluorescence in vivo characterised by the fluorescent group, e.g. oligomeric, polymeric or dendritic molecules
    • A61K49/0021—Fluorescence in vivo characterised by the fluorescent group, e.g. oligomeric, polymeric or dendritic molecules the fluorescent group being a small organic molecule
    • A61K49/0032—Methine dyes, e.g. cyanine dyes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
    • C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
    • C07D209/10—Indoles; Hydrogenated indoles with substituted hydrocarbon radicals attached to carbon atoms of the hetero ring
    • C07D209/12—Radicals substituted by oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D311/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings
    • C07D311/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only hetero atom, condensed with other rings ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D311/78—Ring systems having three or more relevant rings
    • C07D311/80—Dibenzopyrans; Hydrogenated dibenzopyrans
    • C07D311/82—Xanthenes
    • C07D311/90—Xanthenes with hydrocarbon radicals, substituted by amino radicals, directly attached in position 9
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/0008—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes substituted on the polymethine chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/0008—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes substituted on the polymethine chain
    • C09B23/0025—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes substituted on the polymethine chain the substituent being bound through an oxygen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/0066—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain being part of a carbocyclic ring,(e.g. benzene, naphtalene, cyclohexene, cyclobutenene-quadratic acid)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B23/00—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes
    • C09B23/16—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing hetero atoms
    • C09B23/162—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing hetero atoms only nitrogen atoms
    • C09B23/166—Methine or polymethine dyes, e.g. cyanine dyes the polymethine chain containing hetero atoms only nitrogen atoms containing two or more nitrogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y402/00—Carbon-oxygen lyases (4.2)
    • C12Y402/01—Hydro-lyases (4.2.1)
    • C12Y402/01001—Carbonate dehydratase (4.2.1.1), i.e. carbonic anhydrase
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/573—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for enzymes or isoenzymes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/574—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer
    • G01N33/57484—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for cancer involving compounds serving as markers for tumor, cancer, neoplasia, e.g. cellular determinants, receptors, heat shock/stress proteins, A-protein, oligosaccharides, metabolites
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/582—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/583—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with non-fluorescent dye label
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/373—Surgical systems with images on a monitor during operation using light, e.g. by using optical scanners
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/50—Supports for surgical instruments, e.g. articulated arms
    • A61B2090/502—Headgear, e.g. helmet, spectacles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0431—Portable apparatus, e.g. comprising a handle or case
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/20—Surgical microscopes characterised by non-optical aspects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/30—Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00—Preparations for testing in vivo
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00—Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/90—Enzymes; Proenzymes
    • G01N2333/988—Lyases (4.), e.g. aldolases, heparinase, enolases, fumarase

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)

Abstract

본 개시내용은 근적외선 형광 프로브로서 유용한 화합물에 관한 것으로서, 상기 화합물은 i) 카르본산 안히드라제의 활성 부위에 결합하는 리간드, ii) 염료 분자, 및 iii) 아미노산, 아미드, 우레이도 (ureido), 또는 그의 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 포함하는 링커 분자를 포함한다. 또한, 본 개시내용은 상기 화합물을 제조 및 사용하는 방법 및 조성물, 상기 화합물을 포함하는 방법, 및 상기 화합물을 포함하는 키트를 개시한다.

Description

CA IX-표적 NIR 염료 및 그의 용도
관련 출원
본 특허 출원은 2016년 3월 16일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/309,412호와 관련되어 있고 이의 우선권 이익을 주장하며, 이의 전체 내용이 본 개시내용에 참고로 포함한다.
발명의 분야
본 개시내용은 카르본산 안히드라제 9 (carbonic anhydrase nine: CA IX)-표적화된 근적외선 (near-infra red: NIR) 염료 (dyes) 및 그의 치료 및 진단에 사용하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 CA IX (종양의 저산소 조직 (hypoxic tissue) 및 저산소 영역의 널리 허용되는 마커)를 발현하는 세포, 예컨대 신장 (kidney), 자궁내막 (endometrial), 요로 (urinary), 직장결장 (colorectal), 난소 (ovarian), 유방 (breast), 췌장, 및 식도 (esophagus)의 암 세포, 및 많은 고형 종양의 저산소 영역, 및 관련 질환을 진단하고 수술 (영상-안내된 수술)로 제거하는 화합물 및 방법을 제공한다. 본 개시내용은 또한 상기 화합물을 제조 및 사용하는 방법 및 조성물, 상기 화합물을 포함하는 방법, 및 상기 화합물을 포함하는 키트를 개시한다.
카르본산 안히드라제 (carbonic anhydrase: CA)는 이산화탄소의 비카르보네이트 및 양성자로의 가역적 수화를 촉매하는 아연 금속효소 (zinc metalloenzymes)의 계열이다. 인간에 존재하는 15개의 CA 이소형 (CA I, II, III, VA, VB, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII, XIII, XIV, 및 XV) 중에 12개는 촉매 활성을 나타낸다. 3개의 이소형 CA VIII, X 및 XI는 비-촉매성 (non-catalytic)이고 CA 관련된 단백질로 불린다. 촉매 효능의 차이 외에, 12개의 활성 이소형은 또한 세포, 국소화 (localization), 조직 분포 및 생리적 과정에서의 관여에서 다르다. 또한, 상기 효소의 비정상적인 발현은 통상적으로 다수의 질환과 연관이 있다. 이는 하기를 포함한다: 녹내장 (CA II, IV), 암 (CA IX, XII), 부종 (CA II), 불임 (CA XIII), 고산병 (CA II), 비만 (CA VA) 및 용혈 빈혈 (hemolytic anemia) (CA I). 15개의 CA 이소형 (alpha-class CAs) 중, CA IV, IX, XII, XIV 이소형은 세포막과 연관이 있다. CA IX 및 XII 모두는 고형 종양에서 발현하고, CA IX는 고형 종양에서 더 우세하게 발현하고 정상 조직에서는 적게 발현하므로 이는 암에 대한 표적화된-약물 전달에 대한 우수한 바이오마커로 밝혀졌다.
CA9 유전자는 호모다이머 (homodimer)로 존재하는 459개의 아미노산 막횡단 당단백질을 코딩한다. 이는 하기를 포함한다: 프로테오글리칸-유사 도메인 (proteoglycan-like domain: PG) (59 aa), 촉매 도메인 (catalytic domain: CA) (257 aa), 시그날 펩티드 도메인 (signal peptide domain) (효소 성숙 전에 제거됨) (37 aa), 막횡단 도메인 (transmembrane domain: TM) (20 aa), 및 C-말단 세포내 도메인 (C-terminal intracellular domain) (25 aa). 질량 분광학 및 X-선 결정학으로 성숙한 호모다이머의 인접한 Cys137 잔기들 사이의 분자간 디술피드 연결의 존재를 확인하였고, 이는 소수성 잔기의 영역과 결합하여 다이머 인터페이스를 안정화시키는 것을 제안한다. 또한 N-연결된 및 O-연결된 글리코실화 부위는 각각 Asn 309 및 Thr 78에 존재한다.
CA IX의 촉매 도메인은 활성 부위내에 높은 아미노산 보존을 갖는 알파-CAs와 구조적으로 상동성이다. 상기 활성 부위는 더 큰 원추형 공동 (conical cavity) (15Å 깊이)에 위치하고, 이는 단백질의 표면에서 중심까지에 걸쳐 있다. 아연 원자는 상기 공동의 바닥에 위치한다. CA IX에서 3개의 히스티딘 잔기 (전장 aa 서열에서 넘버링되는 바와 같이 His 226, 228 및 251)는 활성 부위 클레프트 (cleft)의 기저에서 아연 이온과 배위결합하고; 결정 구조 (PDB ID: 3IAI)에서 아세트아졸아미드 (acetazolamide: AZM)에서 술폰아미드 아민기는 아연 결합된 물/히드록시드 (Zn-OH/H2O) 분자를 대체하여 상기 아연 이온에 대해 사면체 배위결합을 유지한다. CA 이소형들 사이의 가변성 (variability)은 상기 활성 부위의 소수성 및 친수성 포켓 및 표면 아미노산에서 나타난다. CA IX에서, Leu-223, Val-253, Val-263, Leu-267, Leu-273, Leu-330, 및 Pro-334는 소수성 영역을 정의하고, Asn-194, His-196, Ser-197, Gln-199, Thr-201, 및 Gln-224는 친수성 영역을 확인한다.
CA IX의 촉매 효율 (catalytic efficiency)은 빠르고 CA II의 촉매 효율과 비교가능하고; CA II는 1.4 x 106의 kcat을 나타내고, CA IX는 3.8 x 105의 kcat을 갖는다. CA IX에서 PG 도메인의 존재는 다른 CA 이소형에 비해 독특하고 세포 부착 능력을 담당하고 산성 종양 미세환경에서 이의 촉매 활성을 유지하는 것으로 사료된다.
CA IX의 가장 중요한 역할은 특히 종양 미세환경에서 세포외 pH 조절인 것으로 사료된다. 암 세포가 증식하면 CA 기능이 종양 세포 생존에서 중추적 역할을 하는 발암 대사작용 (oncogenic metabolism) 중에 다량의 락테이트, 이산화탄소 및 양성자를 생산한다. 상기 대사 산물이 세포외 환경에 축적되고 세포외 pH를 유의하게 더 낮춘다. 근 생리학적 세포내 pH를 유지하기 위해서, 이산화탄소의 가수분해 중에 CA IX에 의해 생성된 비카르보네이트 음이온을 음이온 운반체 (anion transporters)를 통해 세포로 운반하여 세포내 pH 수준을 완충시킨다. 또한 상기 반응으로부터 생산된 양성자는 세포외에 남아있어서 종양 환경의 산성 특성에 기여한다. 그러므로 상기 조절 경로의 파괴로 전체 종양 세포 생존에 유해 효과를 줄 수 있다.
비-질병 상태 (non-disease state)에서 CA IX 발현은 장 상피 (gut epithelium); 구체적으로 샘창자 (duodenum), 빈창자 (jejunum) 및 돌창자 (ileum)의 음와 장세포 (cryptic enterocytes)의 기저측 표면에 한정된다. CA IX의 가장 우세한 수준은 음와 세포 (crypt cells) 증식에서 볼 수 있으며, 이는 CA IX가 장 줄기 세포 증식 및 특정 대사 기능의 조절에 관여할 수 있음을 시사한다. 또한 노던 블롯 (Northern blot) 및 면역조직화학적 염색으로 난소 체강 (coelomic) 상피, 모낭 세포, 췌장 관 세포 (ductal cells) 및 태아 정소망 (fetal rete testis)에서 상기 CA IX 발현을 확인하였다. 또한 높은 수준의 CA IX가 장, 폐 및 골격근의 발달하는 배아 조직에서 관찰되었고 및 성인 조직에서는 감소하였다. 이러한 관찰은 CA IX 발현이 주로 낮은 pH 영역 및 정상 조직에서 높은 세포 증식 속도와 관련되어 있음을 나타낸다. 상기는 CA IX를 정상 조직에서 조절 요소로 만드는지 여부는 확인되지 않았다.
CA IX는 다양한 신생물성 조직 (neoplastic tissues)에서 전위성으로 (ectopically) 발현된다. 발현은 유방, 폐, 신장, 결장/직장, 자궁경부 (cervix uteri), 구강 (oral cavity), 두부/경부, 담낭, 간, 뇌 (고악성도 (high-grade)), 췌장, 및 위 상피의 악성종양에서 관찰되었다. 정상 조직과 종양 조직으로부터 단리된 CA IX의 cDNA 사이의 차이는 존재하지 않으며, 이는 두 조직에서 생리학적 기능이 유사함을 의미한다. CA IX 발현은 [HIF-1α의 상향조절 또는 Von Hippel-Linadau (VHL)의 하향조절을 통한] 저산소증-유도성 인자1 (Hypoxia-inducible factor1: HIF-1) 활성화에 의존한다. 구체적으로 CA IX 발현을 유도하는 상기 HIF-1 매개된 경로의 활성화는 세포 O2 수준의 감소, 성장 인자 및 염증 반응 요소의 존재를 통한 신호전달 경로의 활성화에 기인할 수 있고, 일부 사례에서, CA IX가 균일하게 발현되는 신세포 암종 (renal cell carcinoma: RCC)의 사례에서 볼 수 있는 바와 같이 종양 억제인자, VHL의 돌연변이에 기인할 수 있다. 최근에, CA IX는 암 세포와 분자 누화 회로 (cross-talk circuitry)에 관여하는 간질 세포 (stromal cells)에서 유의한 발현 수준을 갖는 것으로 나타났다. 구체적으로, CA IX는 HIF-1의 산화환원-기반 안정화를 통한 암-관련 섬유모세포 (cancer-associated fibroblast: CAFs)에서 발현되는 것으로 나타났다. 이는 CAFs에서 CA IX의 발현이 인접한 암 세포에서 상피-중간엽 전이 (epithelial-mesenchymal transitions: EMTs)를 유도하는데 필요한 산성 세포외 환경을 제공한다고 가정하였다. 이러한 발견을 종합하면 많은 고형 종양에서 종양 저산소증의 사례의 진단 마커로 CA IX를 나타낸다.
CA IX 발현 수준은 또한 몇가지 암 타입에 대한 예후 마커로서 제공된다. 구체적으로, 뇌, 유방, 자궁경부 (cervical), 직장 또는 폐 암을 앓고 있고 또한 CA IX의 높은 수준을 나타내는 환자는 통상적으로 더 불량한 예후를 보인다. 대조적으로 투명 세포 신세포 암종 환자에 있어서 낮은 CA IX 수준은 임상 결과가 좋지 않다. 저산소 종양 미세환경을 유지하는 CA IX의 기여도는 환자 예후와 높은 상관관계가 있어서 이는 바이오마커 및 약물 표적이 된다.
저산소증은 전이 종양에서 흔히 볼 수 있는 병태로, 급속한 증식과 그의 대사과정의 이동으로 세포가 산소를 빼앗기는 경우이다. 구체적으로 저산소 종양 세포는 그의 혈액 공급을 초과하여 저산소 농도 영역 (통상적으로 전체 산소 함량의 ≤1%) 뿐만 아니라 종양 미세환경에서 세포외 pH의 감소 (~pH 6.5)로 이어진다. 이러한 저산소 스트레스는 주요 에너지 공급원으로서 미토콘트리아에서 산화적 인산화로부터 시토졸에서 호기성 해당작용 (glycolysis)으로 종양 세포에서 일반적 대사작용의 이동을 유도한다. 흥미롭게도, 이러한 대사작용의 이동은 주어진 환경에서 이용가능한 O2의 양과 관계없이 종양 세포에 존재하고; 이는 종종 Warburg 효과로 개시되는 현상이다. 이러한 종양 세포는 급속하게 해당작용을 이용하기 때문에, 상기 세포로부터 락트산의 증가된 양을 배출하여, 세포외 pH가 낮아진다. 결과적으로, 종양 세포에서 pH 항상성 인자의 상향조절로 조절된 세포내/세포외 pH 구배를 확립한다.
1930년대 이래로, 종양 저산소증과 방사선 요법에 대한 저항 사이의 상관관계가 있음이 잘 입증되었다. 또한, 저산소 종양은 통상의 화학요법에 대한 저항성 및 높은 전이 가능성을 나타내고; 그러므로 종양 저산소증은 불량한 환자 예후와 관련이 있다는 것이 밝혀졌다. 저산소증 유도성 인자 (HIF)는 정상 세포와 종양 세포 둘 다에서 저산소-유도된 스트레스 반응의 주요 조절인자이다. 구체적으로 증가된 HIF-1은 대사작용, 세포 증식, 약물 내성, pH 조절, 혈관신생 (angiogenesis), 전이 및 암의 전반적인 진행과 관련된 요소를 상향조절하는 저산소증-반응성 요소 (hypoxia-responsive elements: HRE)를 발현하는 저산소증-유도성 유전자를 활성화시키는 것과 관련이 있다. 산성 미세환경에서 생존하기 위해, 상기 종양 세포는 세포내 pH를 생리적 수준 (pH 7.4) 또는 그 근처로 유지할 수 있어야 한다. 그러므로 CA 활성은 상기 조절 과정에서 핵심이다.
CA IX 발현은 HIF 요소의 상향조절과 직접적으로 관련되어 있고, 또한 종양 세포에서 생존, 증식, 이동, 성장, 부착, pH 조절, 및 세포-신호전달 경로에서 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 정상 조직 및 종양 세포의 외부 계면에서 그의 위치에서 CA IX의 최소 발현은 이를 매력적인 치료 표적으로 만들었다. 결과적으로, 이소형 선별적 소분자 저해, 위치 특이적 표적화, RNAi 기술을 사용한 녹다운 (knockdown), 및 더 최근에 종양에 직접 항-암 치료제를 전달하기 위한 수단으로서 CA IX의 항원성 표적화와 관련된 몇가지 방법을 적용하여 CA IX를 표적화하려고 시도되어 왔다.
CAIs가 광범위하게 연구되어 왔고, 그의 저해 기전은 잘 확립되어 있다. 술폰아미드-기반 화합물이 CAI 클래스 중에서 가장 강력한 효능을 가지고 가장 많이 이용되었다. 상기 화합물은 아연 이온에 대해 사면체 배위결합을 유지하면서 아연 결합된 물/히드록시드 분자를 대체하는 탈양성자화된 형태로 아연-결합 기 (zinc-binding group: ZBG)로서 술폰아미드를 통해 아연 이온에 결합한다. 일부 술폰아미드는 CA IX에 대해 서브-나노몰 범위 (sub-nanomolar range)의 저해 상수를 나타내지만, 이들은 또한 CA의 다른 이소형을 저해한다. 이는 인간 CAs 중 활성 부위의 보존된 아키텍쳐 (architecture)에 기인한다. 모든 촉매적 인간 CAs에 있어서, 아연과 배위결합하는 3개의 히스티딘, Thr 199 (CA II 넘버링; "gatekeeper"라고 함), 및 Glu 106이 보존된다. 두 T199 및 E106은 촉매 역할을 한다. T199 수소는 아연 결합된 물/히드록시드에 그의 OH 기를 통해 결합하고, E106 수소는 T199에 결합한다.
ZBG를 이용하는 저분자량 CA 저해제 (CA inhibitors: CAIs)는 활성 부위 캐비티 (active site cavity)에 깊게 결합하는 경향이 있고 상기 CA 이소형들 사이에서 다양한 아미노산과 광범위한 상호작용을 일으키지 않으므로, 그의 무차별적인 저해 프로파일에 기여한다. 결과적으로, 더 나은 이소형 특이적 CAIs에 대한 대안의 접근법을 개발하였고, "테일-접근법 (tail-approach)"은 가장 성공적인 접근법 중에 하나이다. 상기 "테일 접근법"에서 화학적 모이어티 (테일로 알려짐)는 ZBG의 유기 스캐폴드 (organic scaffold) (예를 들어 헤테로시클릭 또는 방향족)에 부착된다. 상기 테일은 저해제를 연장시켜서 활성 부위 바깥쪽으로 아미노산과의 광범위한 상호작용을 가능하게 한다. 또한 상기 테일의 부가로 상기 CAI의 특성을 변경할 수 있고, 예를 들어 친수성인 테일의 첨가로 이를 더 가용성으로 만들거나, 또는 상기 화합물의 전체 전하를; 예컨대 양이온성 CAIs로 조작할 수 있다. 구조-기반 약물 설계의 사용은 다양한 이소형들의 활성 부위 사이에 존재하는 미묘한 차이를 활용하기 위한 유용한 기술로 입증되었다. 예를 들어, 선두 (lead) 화합물로 스테로이드계 술폰아미드를 이용함으로써 반 데르 발스 (van der Waals) 접촉을 통한 소수성 상호작용의 수를 증가시킴으로써 CA IX의 더 큰 소수성 포켓을 활용할 수 있는 몇가지 유사한 CAIs의 개발을 이끌었다.
현재 및 신규한 CAIs를 향상시키기 위한 CA IX 활성 부위의 구조적 활용에 대한 가능성에도 불구하고, 야생형 CA IX의 발현 및 결정화는 어려운 도전이었고, 그러므로 광범위한 구조적 분석을 수행하는 것은 어려웠다. CA IX-mimic이 조작되었고, 이는 CA IX에 특이적인 활성 부위 돌연변이를 포함하는 변형된 CA II (일상적으로 발현되고 결정화되는 효소)이다. 이는 CAIs의 CA IX로의 결합 모드를 빠르게 분석 및 예측하는 유용한 주형으로 제공되었다. 몇가지 CAIs의 구조적 분석으로 CA IX를 선별적으로 저해하는데 유용한 것으로 밝혀진 특성들과 같이 위치 특이적 표적화와 프로드러그 둘 다를 나타내는 약물을 설계할 수 있게 되었다.
소-분자 저해제의 개발 외에, CA IX 특이적 항체 및 그의 콘쥬게이트가 또한 조작되었고, 이 중 일부는 현재 임상 3상 시험 (RECENARX)에 있다. M75 및 G250은 효소 프로테오글리칸 도메인을 인식하는 2개의 모노클로날 항체이다. CA IX에 결합시에, 상기 항체는 종양 세포 부착 및 운동성의 감소를 유발하고 자연 살해 세포 (natural killer cells)를 표적 종양 세포로 박멸을 위해 유도한다. 높은 결합 친화도를 갖는 모노클로날 항체의 개발로 CAI 약물 설계에서 흔히 겪는 오프-타켓 효과 (off-target effects)의 문제점을 제거하였다.
CA IX의 활성 부위의 세포외 위치는 종양 세포에서 효소를 표적화하는 대안의 방법으로 제시한다. 구체적으로, CAIs가 원형질 막에 불침투성인 생리화학적 특성을 갖고; 그러므로 고전적 CAIs에 의해 관찰되는 오프-타켓 시토졸 CAs를 저해할 기회를 감소시킨 CAIs를 설계할 수 있다. 이는 저해 프로파일에서의 차이를 단독으로 활용하는 것보다 CA IX의 위치 특이적 표적화를 포함하는 약물 설계 전략을 제시하였다. 최근까지 제한된 막 침투성을 보이는 몇가지 화합물이 합성되고 설계되었다. 이러한 화합물은 예컨대 알부민-아세트아졸아미드에서 벌크한 (bulky) 화학적 모이어티를 이용하거나, 또는 형광 표지된 술폰아미드 또는 양이온성 술폰아미드 유도체의 형태로 대전된 모이어티를 활용한다. 이러한 CAIs의 설계는 필수적으로 2개의 구별되는 이론적 근거를 채용한다: (1) 간단하게 너무 벌크해서 원형질 막을 통과할 수 없는 고분자량 화합물, 또는 (2) 환원된 시토졸 환경으로 침투할 수 없는 양이온성 모이어티. 바람직한 저해 및 막 불침투성을 나타내는 두가지 타입의 화합물에도 불구하고, 양이온성 술폰아미드를 사용하는 것이 약물 개발을 위한 보다 실현가능한 선택인 것으로 나타났고, 이는 고분자량 화합물은 종종 강력한 알레르기 반응을 유도하고 인 비보에서 생체이용률을 감소시키기 때문이다. 결과적으로 선두 화합물로서 4차 암모늄 술페이트 (quaternary ammonium sulfate: QAS), 또는 형광 표지된 술폰아미드 유도체를 사용하는 몇가지 양이온성 술폰아미드를 개발하였다.
더 최신의 CAIs 부류인, 글리코콘쥬게이트된 (glycoconjugated) 술폰아미드는 CA IX의 막 불침투성 및 이소형 선별적 저해를 모두 나타내는 것으로 밝혀졌다. 상기 특정 CAIs는 벤젠 술폰아미드, 술폰아미드, 또는 모노- 또는 디사카리드 테일에 콘쥬게이트된 시클릭 2차 술폰아미드를 이용한다. 상기 CAIs의 설계는 임상적으로 사용되는 토피라메이트 (Topiramate) (항-경련 치료제)의 영향을 받았다. 상기 화합물이 세포로 침투하지 않는 가장 큰 이유는 그의 큰 분자량, 및 용이하게 운반될 수 없는 당 모이어티의 부가에 기인한다. 또한 이전에 사용된 벌크한 술폰아미드 유도체와는 달리, 당 모이어티의 부가로 상기 CAIs는 수-용해성을 유지할 수 있고, 그러므로 좋은 생체이용률을 유지할 수 있다. 다른 유망한 측면은 상기 CAIs가 인상적인 저해 프로파일을 나타내고, 일부 사례에서 CA IX에 대한 선별성은 CA II보다 >1000-배이다. 또한, 탄수화물 부착은 절단가능한 에스테르 결합이 상기 탄수화물 테일의 카르보닐로 첨가되어 상기 CAI가 프로드러그 형태로 "패키지 (packaged)"될 수 있는 상기 CAIs상에 조작 영역을 제공한다. 상기 화합물은 CA IX에 대한 약물을 개발하는데 있어서 큰 가능성을 제공함에도 불구하고, 탄수화물 모이어티의 사용은 잠재적인 딜레마를 야기한다. 즉, 탄수화물, 구체적으로 모노사카리드의 사용은, 근독성이 관찰되는 스타틴 (statins)과 유사하게, 글루코스 운반인자와 의도하지 않게 상호작용할 수 있다. 그러나, 이러한 개념은 시험되지 않았다. 흥미롭게도, 이러한 문제를 회피하는 방법은 인간 조직에서 수크로스 운반인자의 결여로 인해 특정 운반인자와 상호작용하지 않는 수크로스-기반 콘쥬게이트를 개발하는 것일 수 있다. 흥미롭게도, CAIs로 개발되어진 현재 디사카리드-콘쥬게이트는 갈락토스 모이어티를 이용하고 CA IX보다 CA II에 대해 더 강한 저해를 보였다. 상기 화합물이 시토졸로 진입하지 않으나, 이들은 유효한 약물 후보체로 여겨질 만큼 CA IX에 단단히 결합하지 않을 수 있다. 그러나, 다른 디사카리드-기반 화합물, 예컨대 전술한 제시된 수크로스-콘쥬게이트를 이용하면 CA IX에 대해 더 높은 저해를 나타낼 수 있고, 그러므로 위치 특이성 및 직접 저해 모두에서 CA IX에 대해 선별적인 CAI를 나타낸다.
CA IX 표적 및 NIR 염료 둘 다는 포함하는 많은 공보가 있다. 한 연구는 술폰아미드 유도체를 합성하고 이를 인 비트로 및 인 비보에서 시험하는 CA IX를 표적으로 한다 [Kevin Groves, Bagna Bao, Jun Zhang, Emma Handy, Paul Kennedy, Garry Cuneo, Claudiu T. Supuran, Wael Yared, Jeffrey D. Peterson, Milind Rajopadhye, Synthesis and evaluation of near-infrared fluorescent sulfonamide derivatives for imaging of hypoxia-induced carbonic anhydrase IX expression in tumors, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, Volume 22, Issue 1, 1 January 2012, Pages 653-657, ISSN 0960-894X, http://dx.doi.org/10.1016/j.bmcl.2011.10.058.]. Groves 등은 술폰아미드 유도체를 합성하고 4개의 상업적으로 이용가능한 소수성 인도시아닌 NIR 형광색소 (fluorochromes)의 하나 이상의 숙신이미딜 에스테르에 이를 결합시키기 위해 아미드 연결을 사용하였다. 이들을 HT-29 종양 보유 마우스에서 종양에 대한 합성된 술폰아미드 유도체의 위치를 보여주었다.
CA IX 표적화된 작용제는 CA IX 발현 종양의 인 비보 검출을 위해 Bao 등에 의해 검증되었다 [Bao B, Groves K, Zhang J, Handy E, Kennedy P, Cuneo G, et al. (2012) In Vivo Imaging and Quantification of Carbonic Anhydrase IX Expression as an Endogenous Biomarker of Tumor Hypoxia. PLoS ONE 7(11): e50860. doi:10.1371/journal.pone.0050860]. CA IX 항체를 사용하여 국소화를 비교하였다.
Groves 및 Bao 둘 다는 미국 특허 출원 공개 2012/0321563의 발명자이고, 이는 카르본산 안히드라제를 표적으로 하는 조영제 (imaging agents)를 개시하였다. 상기 특허 '563은 링커 L, 그 후 임의의 Q 기, 그 다음에 최종적으로 NIR 발색단 (chromophore)에 연결되는 술폰아미드 카르본산 안히드라제 결합 모이어티 (carbonic anhydrase binding moiety: CAB)로 이루어진 카르본산 안히드라제 표적 작용제를 청구하였다. 청구된 NIR 발색단은 시아닌 염료 계통의 폐쇄된 사슬 하위그룹에 대한 속 구조 (genus structure)이다.
Claudiu Trandafir Supuran은 발명의 명칭이 "Assembly comprising an absorber of near infrared (NIR) light covalently linked to an inhibitor of carbonic anhydrase"인 국제 특허 출원공개 WO 2014/136076의 공동-발명자이다. NIR 광의 흡광인자 (absorber)는 100 nm2 이상의 광 흡수 단면적 (optical absorption cross section)을 갖는다.
Neri 및 공동-연구자는 소분자 약물 콘쥬게이트를 고형 종양에서 인 비보에서 발현되는 CA IX를 표적화하는데 사용하였다 [Krall, N., Pretto, F., Decurtins, W., Bernardes, G. J. L., Supuran, C. T. and Neri, D. (2014), A Small-Molecule Drug Conjugate for the Treatment of Carbonic Anhydrase IX Expressing Tumors. Angew. Chem. Int. Ed., 53: 4231-4235. doi:10.1002/anie.201310709]. 이들은 CAIX 리간드-링커-염료 콘쥬게이트를 제조하였고, 누드 마우스 (nude mice)에서 피하 CAIX-발현 SKRC52 종양에 우선적으로 축적되는 것을 보여주었다. Claudiu Supuran은 또한 CA IX를 발현하는 세포 성장을 저해하는 방법, CA IX 특이적 저해제를 선별하는 방법, 활성화된 CA IX에 선택적으로 결합하는 조직을 가시화 및 영상화하는 방법, 발현된 CA IX를 갖는 세포를 표적화하는 방법, 및 유전자 요법제에 결합된 CA IX 특이적 저해제를 이용하는 방법을 개시하는 미국 특허 제8,628,771 B2호의 발명자이다. 상기 특허 '771은 방사성동위원소 (radioisotope)에 콘쥬게이트된 CA IX-특이적 항체를 사용하여 CA IX를 표적으로 하고 및 검출하였다.
다른 연구에서, Neri 및 공동-연구자는 종양 마커인 카르본산 안히드라제 IX에 대한 2가 리간드는 구성적으로 (constitutively) CAIX-포지티브 신세포 암종의 SKRC52 모델에서 상응하는 1가 대응물과 비교하여 향상된 종양 표적화 성능을 유도하는 것을 보여주었다 [Krall, Nikolaus, Francesca Pretto, and Dario Neri. "A bivalent small molecule-drug conjugate directed against carbonic anhydrase IX can elicit complete tumour regression in mice." Chem. Sci. 5.9 (2014): 3640-3644.]. 아세토아졸아미드 유도체를 상업적으로 이용가능한 염료인, IRDye750을 사용하여 1가 및 2가 염료 콘쥬게이트에 연결하였다.
Pomper 및 공동-연구자는 Neri 등에 의한 초기 2가 연구에서 영감을 얻은 신세포 암종의 투명 세포 서브타입의 핵 영상화를 위한 변형된 이중 모티프 CAIX 저해제인 [111In]XYIMSR-0의 합성 및 인 비보 성능에 대해 보고하였다 [Yang, X., et al. "Imaging of carbonic anhydrase IX with an 111In-labeled dual-motif inhibitor." Oncotarget 6.32 (2015): 33733-33742.]. Pomper는 상기 분자의 IRDye750 부분을, 양전자 방출 단층촬영 (positron emission tomography), 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영 (single photon emission computed tomography), 및 방사성의약품 요법 (radiopharmaceutical therapy)에 있어서 금속 동위원소로 편리하게 방사성표지될 수 있는 더 친수성 종인 1,4,7,10-테트라아자시클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산 (DOTA)으로 대체하였다. 인듐-111은 그의 상대적으로 긴 반감기 (2.8일)에 대한 방사성핵종 (radionuclide)으로 사용되어 약물동력학 (pharmacokinetics)의 모니터링을 연장할 수 있다. FITC 표지를 표준으로 사용하여 방사성추적자 (radiotracers)에서 CAIX 결합 친화도를 측정한다.
다른 연구에서, Neri 및 공동-연구자는 핵 의학 적용을 위해 널리-사용되는 감마-방출 방사성핵종인 99m Tc로 표지된 종양 결합된 이소형 CAIX에 대한 높은 친화도를 갖는 아세트아졸아미드-기반 카르본산 안히드라제 리간드의 합성을 개시하였다 [Nikolaus Krall, Francesca Pretto, Martin Mattarella, Cristina Mueller, and Dario Neri, A technetium 99m-labeled ligand of carbonic anhydrase IX selectively targets renal cell carcinoma in vivo, J Nucl Med jnumed.115.170514 published ahead of print February 18, 2016 (10.2967/jnumed.115.170514).].
Supuran 및 공동-연구자는 아연 결합 기로서 술파메이트, 다양한 링커, 및 탄수화물 "테일" 모이어티를 포함하는 새로운 부류의 CA IX 저해제의 개발을 개시하였다 [Moeker, Janina, et al. "Structural insights into carbonic anhydrase IX isoform specificity of carbohydrate-based sulfamates." Journal of medicinal chemistry 57.20 (2014): 8635-8645.]. CA IX-mimic (CA IX를 모방하는 활성 부위 잔기를 갖는, CA II의 변형체)과 복합되는 상기 화합물들 중 2개의 화합물 및 CA II와 복합되는 하나의 화합물의 결정 구조는 1.7Å 해상도 또는 그 이상으로 결정되었고 CA IX 대 CA II의 친수성 포켓과 소수성 포켓 사이의 선택적 결합 메카니즘을 입증하였다. 이들의 구조적 분석으로 Moeker 등의 화합물 5e의 CA IX와 CA II 사이에 2개의 구별되는 결합 모드가 존재하는 것으로 나타났고, 그러나 두 사례에서, 상기 화합물은 상기 효소의 친수성 포켓과 상호작용한다. 상기 포켓은 일반적으로 CA II와 CA IX 사이에 보존되기 때문에, 두 효소들 사이의 나노몰 결합 친화도를 설명할 수 있다. 대조적으로 CA II와 CA IX 사이에 상이한 저해 프로파일을 보여주는 Moeker 등의 화합물 5d는 소수성 포켓과의 상호작용을 통해 CA IX 활성 부위에 결합한다. 상기 CA 활성 부위에서의 영역은 CA II 대 CA IX의 잔기들 사이에서 더 많은 가변성 (variability)을 포함한다. 결과적으로, 상기 영역은 CA 활성 부위에서 "선택적 포켓 (selective pockets)" 중 하나로 불렸다.
CA IX의 촉매 도메인의 X-선 구조는 4차 구조의 다른 CA 이소형과 유의하게 상이한 폴드 (fold)를 보였다 [Alterio, Vincenzo, et al. "Crystal structure of the catalytic domain of the tumor-associated human carbonic anhydrase IX." Proceedings of the National Academy of Sciences 106.38 (2009): 16233-16238.]. 이들은 영역 125-137이 모든 상기 이소자임 (isozymes)의 구조 및 서열 모두에서 상이하다는 결론을 내었고, 이는 구조-기반 약물 설계에서 고려해야 할 "핫 스팟 (hot spot)"을 나타낸다.
암을 치료하는 것은 통상적으로 예컨대 수술, 방사선 요법, 및/또는 화학요법과 같은 몇가지 치료 전략의 사용을 필요로 한다. 종종 요법들은 하나가 다른 것보다 앞선 효능을 갖기 때문에 조합되어야 한다. 예를 들어 수술과 방사선 요법은, 대부분의 사례에서 효과적일지라도, 신생물성 조직의 한정된 국소 영역만을 표적으로 할 수 있고 고도의 전이 암 사례를 치료하는데 효과적이지 않다는 한계가 있다. 이 단계에서, 다수의 화학요법제들의 조합은 원발성 종양 부위로부터 이동한 암 세포를 죽이려는 시도에 보통 이용된다. 또한, 고도의 공격적이고 저산소 종양은 종종 방사선 및 특정 화학요법제에 대한 저항을 발전시키거나, 또는 작동가능하지 않아서; 그러므로 화학요법제의 대안 또는 조합은 특정 사례에서 이용가능한 유일한 치료 방법이다. 저산소증의 특징 및 방사선 및 화학요법제에 대한 저항과의 관련성은 몇가지 암 유형에서 관찰되었다. 이는 아마도 방사선 요법에 필요한 자유-라디칼의 발생을 매우 어렵게 하는 전체 O2 함량의 감소, 알킬화제의 기능을 파괴하는 감소된 세포외 pH, 및 HIFs에 의해 유도된 약물-저항 인자의 상향조절을 포함하는 몇가지 요인에 기인한다. CA IX는 몇가지 암에 대한 치료적 저항의 사례와 연관되어 있고, 종종 방사선 저항에 대한 바이오마커로 사용된다. 이러한 증거는 NIR 염료에 연결된 활성 부위 결합 모이어티를 통해 CA IX를 표지하여 저산소 암 세포를 국소화시키는 것이 제안되었고, 이는 수술 중에 암 조직을 제거하는데 외과의를 보조하는 수단으로서의 잠재적인 용도를 나타낸다.
Ferreira 및 공동-연구자는 4개의 NIR 염료인: IR125, IR780, IR813, 및 IR820의 인 비트로 세포독성을 비교하였다 [Conceicao, David S., Diana P. Ferreira, and Luis F. Vieira Ferreira. "Photochemistry and Cytotoxicity Evaluation of Heptamethinecyanine Near Infrared (NIR) Dyes." International journal of molecular sciences 14.9 (2013): 18557-18571.]. 세포독성의 하나의 원인은 시스템간 (intersystem) 삼중항 상태 (triplet state)로 넘어간 후에, 감광제 (sensitizer)가 분자 산소와 삼중항-삼중항 소멸 과정 (triplet-triplet annihilation proces)을 통해 상호작용하여, 단일항 산소를 생성하거나, 또는 대안으로 삼중항 상태에 있는 감광제가 전자 전달 과정 또는 라디칼 중간체 형성에 참여하여, 반응성 산소 종의 생성을 유도한다. 그러나 Ferreira는 IR125 및 IR813에 의해 제시된 세포독성의 유의한 값에 대한 주요 원인이 용액 중 그의 불안정성 (장기간 동안), 및 세포 배양에서 염료의 접종 동안 일어나는 분해 산물 및 광생성물 (photoproducts)과 관련이 있다고 제안하였다. 시클로헥세닐 고리의 첨가는 유의한 분자 안정화를 촉진하였고, IR820은 광의 존재 및 부재 모두에서 주요 세포독성 효과를 나타내지 않는 검사된 유일한 NIR 염료이다.
본 개시내용은 다양한 링커를 통해 NIR 염료에 연결된 CA IX-표적화된 리간드를 제공하여 화합물의 임상적 특성 (예컨대 안정성, PK 특성, 용해도, 빠른 종양 축적, 더 높은 형광, 빠른 피부 청소율, 및 더 높은 종양-대-배경 비율)을 향상시킨다. 본 개시내용은 또한 영상-안내된 수술에서 상기 화합물의 용도 및 이를 합성하는 방법을 제공한다. 본 개시내용은 (CA IX 단백질의 결정 구조를 사용하여) 소수성 기를 CA IX 리간드에 혼입시켜서 상기 단백질의 활성 부위의 소수성 영역에서 엑스트라 결합 포켓 (extra binding pockets)으로 피팅시킴으로써 CA IX 리간드의 결합 친화도의 향상을 제공한다. 본 개시내용은 또한 신규한 더 높은 친화도의 리간드를 제공하여 NIR 콘쥬게이트의 PK 특성 및 인 비보 친화도를 향상시킨다. 본 개시내용은 또한 상기 리간드와 NIR 염료 사이의 링커 길이의 변화를 제공하여 상기 단백질의 중간에서 표면까지의 간격을 15Å 원추 형태의 캐비티로 피팅하는데 최적의 거리를 찾아서, 벌크한 NIR 염료의 입체 장애 효과를 제거하여 활성 부위에 대한 상기 리간드의 결합 친화도를 유지한다. 본 개시내용은 또한 링커에 포지티브 전하를 부가하거나 또는 염료 분자에서 네가티브 전하의 수를 감소시킴으로써 리간드-링커-NIR 염료 콘쥬게이트의 전체 전하의 변화를 제공하여 CA IX 단백질에 대한 특이성을 향상시킨다. 본 개시내용은 또한 CA IX를 발현하는 종양의 표적화된 영상화에 사용하기 위한 화합물 및 예를 들어, CA IX 포지티브 조직 및 종양과 관련된 영상화 및 수술에서 사용하는 방법을 제공한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 형태를 갖는다:
B-W-X-Y-Z
상기에서 B는 CA IX-표적화된 분자이고;
W는 연장된 소수성 잔기이고;
X는 소수성 스페이서이고;
Y는 아미노산 스페이서이고; 및
Z는 NIR 염료이다.
일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 분자는 소분자 (small molecule), 리간드, 저해제, 효능제 (agonist) 또는 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 리간드이다. 다른 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 CA IX에 결합하는 소분자이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 연장된 소수성 모이어티를 갖는 소분자이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 불소화된 방향족 모이어티를 갖는 소분자이다.
일부 구체예에서, W는 연장된 소수성 잔기이다. 일부 구체예에서 W는 하기로 구성된 군으로부터 선택된다: 소수성 아미노산 또는 모이어티, 예컨대 중성 비극성 (소수성) 아미노산, 예컨대 알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 및 메티오닌 또는 방향족 기, 시클로헥실 기, 티로신, 및 그의 유도체; 염기성 (포지티브 대전된) 아미노산 예컨대 아르기닌, 히스티딘, 및 리신 및 그의 유도체; 중성 극성 아미노산, 예컨대 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 및 글루타민 및 그의 유도체. 일부 구체예에서, W는 방향족 아미노산 및 그의 유도체이다. 일부 구체예에서, W는 포지티브 전하를 갖는다. 다른 구체예에서, W는 네가티브 전하를 갖는다.
일부 구체예에서, X는 소수성 스페이서이다. 일부 구체예에서, X는 6 아미노헥타노산 (six aminohectanoic acid: SAHA), 8 아미노옥토노산 (eight aminooctonoic acid: EAOA), 폴리에틸렌 글리콜 (polyethylene glycol: PEG), 폴리에틸렌 아민 (polyethylene amine: PEA) 유닛, N-아미노-dPEG2 산, 6개 원자의 사슬, 길이가 6개 원자인 스페이서, 길이가 6 내지 20개의 원자인 사슬; 아릴 또는 아릴 알킬 기를 포함하는 펩티드로서, 각각은 선택적으로 치환되고, 하나의 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 6 내지 약 10, 또는 약 6 내지 약 14개의 원자이고, 및 다른 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 10 내지 약 14, 또는 약 10 내지 약 15개의 원자인 것인 펩티드로 구성된 군으로부터 선택된다. 또다른 구체예에서, 상기 스페이서는 약 1 내지 약 20개의 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 스페이서는 길이가 6개의 원자이다. 일부 구체예에서, 상기 스페이서는 EAOA를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 스페이서는 가변적으로 (variably) 대전된다. 일부 구체예에서, X는 포지티브 대전된 아미노산 (예컨대 Arg, Lys, Orn) 또는 4차 아민 함유 아미노산을 손상시키는 (compromising) 펩티드이다. 다른 구체예에서, X는 네가티브 전하를 갖는다.
일부 구체예에서, Y는 아미노산 스페이서이다. 일부 구체예에서, Y는 하기로 구성된 군으로부터 선택된다: 산성 (네가티브 대전된) 아미노산, 예컨대 아스파르트산 및 글루탐산 및 그의 유도체; 염기성 (포지티브 대전된) 아미노산 예컨대 아르기닌, 히스티딘, 및 리신 및 그의 유도체; 중성 극성 아미노산, 예컨대 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 및 글루타민 및 그의 유도체; 중성 비극성 (소수성) 아미노산, 예컨대 알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 및 메티오닌; 및 그의 유도체. 일부 구체예에서, Y는 방향족 아미노산 및 그의 유도체이다. 일부 구체예에서, Y는 포지티브 전하를 갖는다. 다른 구체예에서, Y는 네가티브 전하를 갖는다.
일부 구체예에서, Z는 이에 한정되는 것은 아니지만 LS288, IR800, SP054, S0121, KODAK, S2076, S0456을 포함하는 근적외선 염료 및/또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 염료로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pct00001
.
특정 구체예에서, 상기 Z는 가변적으로 대전된다. 일부 구체예에서, Z는 포지티브 전하를 갖는다. 다른 구체예에서, Z는 네가티브 전하를 갖는다.
일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 형태를 갖는다:
B-W-X-Y-Z
상기에서 B는 CA IX-표적화된 분자이고; W는 연장된 소수성 잔기이고; X는 소수성 스페이서이고; Y는 아미노산 스페이서이고; 및 Z는 NIR 염료이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 화학식을 갖는다:
B-W-X-Y-Z
상기에서 B는 CA IX-표적화된 분자이고; W는 연장된 소수성 잔기이고, X는 스페이서이고; Y는 황-함유 곁사슬기를 갖는 아미노산 스페이서이고; 및 Z는 NIR 염료이다. 일부 구체예에서, 상기 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서는 시스테인이다. 일부 구체예에서, 상기 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서는 메티오닌이다. 일부 구체예에서, 상기 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서는 티오페놀 모이어티를 함유하는 분자이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 형태를 갖는다:
B-W-X-Y-Z
상기에서 B는 CA IX-표적화된 분자이고; W는 연장된 소수성 잔기이고, X는 소수성 스페이서이고; Y는 칼코겐-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서이고; 및 Z는 NIR 염료이다.
일부 구체예에서 본 발명은 하기 형태의 화합물을 제공한다:
B-W-X-Y-Z
상기에서, B는 CA IX-표적화된 분자이고; W는 연장된 소수성 잔기이고, X는 스페이서이고; Y는 티로신, 시스테인, 리신, 또는 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 아미노산이고; 및 Z는 NIR 염료이다. 일부 구체예에서, Y는 티로신 또는 티로신 유도체를 포함한다. 일부 구체예에서, Y는 티로신을 포함하고 및 탄소 동위원소는 티로신의 방향족 고리상에 있다. 일부 구체예에서, Y는 수소 동위원소를 갖는 방향족 고리를 갖는 아미노산을 포함한다.
본 발명은 또한 하기 구조식을 갖는 화합물, 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 그의 동위원소에 관한 것이다:
Figure pct00002
R1은 수소 또는 SO3H를 나타내고;
R2는 수소, CH3, C3H6SO3 -, C3H6SO3H 또는 C4H8SO3 -, 또는 C4H8SO3H 또는 C3H6N+(CH3)3을 나타내고;
R3은 탄소, 선택적으로 하나 이상의 공유 결합 (sharing bonds)을 나타내고,
R4는 선택적으로 하나 이상의 공유 결합을 갖는 탄소를 나타내고;
R5는 질소, 산소, 또는 황 또는 원자 부재 (방향족 고리와 비닐 고리 사이의 직접적인 C-C 결합)를 나타내고;
R6은 선택적이고 및 존재하는 경우 밝기 (brightness) 및 비닐 에테르 연결의 안정성을 증가시키는 것과 같은 스펙트럼 특성 (spectral properties)을 향상시키는 방향족 치환 기를 나타내고;
R7은 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Trp, His 또는 그의 유도체와 같은 방향족 아미노산, Arg, Lys, 또는 그의 유도체와 같은 양이온성 아미노산, Asp, Glu 또는 그의 유도체와 같은 음이온성 아미노산, 방향족/양이온성/ 음이온성 산 또는 그의 유도체의 비천연 아미노산을 갖는 링커를 나타내고;
R8은 선택적이고 및 존재하는 경우 선형 탄소 사슬, 또는 폴리에틸렌 글리콜 링커, 양이온성 링커, 또는 그의 유도체를 나타내고;
R9는 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, Arg, Lys, Asp, Glu, 또는 그의 유도체와 같은 소수성 모이어티를 나타내고;
R10은 소수성 링커를 나타내고; 및
R11은 선택적이고 및 존재하는 경우 F, NO2, 또는 그의 것과 같은 분자의 결합 친화도, 안정성, 소수성을 향상시키는 방향족 치환 기를 나타내고,
R12는 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, 또는 그의 유도체와 같은 소수성 모이어티 또는 시클로헥실, 시클로옥틸, 또는 그의 유도체와 같은 시클릭 모이어티를 나타낸다.
일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 약 500 nm 내지 약 900 nm 사이의 흡수 (absorption) 및 방출 (emission) 최대치를 갖는다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 약 600 nm 내지 800 nm 사이의 흡수 및 방출 최대치를 갖는다.
일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 조직 세포에서 그의 분포 후 형광을 발하도록 제조된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물을 근적외선 파장의 여기 광 (excitation light)으로 처리하여 상기 화합물이 형광을 발하도록 제조된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 리간드 (C-SPA)의 결합 친화도와 유사한 CA IX에 대한 결합 친화도를 갖는다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 종양 세포에의 표적화에 대해 고도로 선별적이다. 특히 바람직한 구체예에서, 본 발명의 화합물은 저산소증 병태시에 암 세포 또는 저산소 조직을 표적으로 한다.
특정 구체예에서 본 발명의 화합물은 이를 필요로 하는 피험체에게 투여되고, 일부 구체예에서 투여되는 조성물은 상기 화합물 이외에 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예는 CA IX-발현 생물학적 조직을 광학적 영상화하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
(a) 상기 생물학적 조직을 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을 포함하는 조성물과 접촉시키는 단계;
(b) 상기 조성물 중의 상기 화합물을 상기 생물학적 표적 내부에 분포시키기 위한 시간을 허용하는 단계;
(c) 상기 화합물에 의해 흡수될 수 있는 파장의 여기 광으로 상기 조직에 조사하는 (illuminating) 단계; 및
(d) 상기 화합물에 의해 방출된 광학적 신호를 검출하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 높은 CA IX 발현과 연관된 질환의 검출에 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 단계 (d)에서 방출된 신호로부터 영상을 구축하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 상기 단계 (a)가 구별가능한 신호 특성들을 갖는 둘 이상의 형광 화합물을 상기 조직과 접촉시키는 것을 포함하고, 선택적으로 상기 조직은 피험체 내에 있는 것인 전술한 방법을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 조사 및/또는 검출 방법 단계를 위한 내시경, 카테터, 단층촬영 시스템, 핸드-헬드 (hand-held) 광학적 영상화 시스템, 수술용 고글, 또는 수술 중 현미경 (intra-operative microscope)의 사용을 제공한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 조성물 및 방법은 암을 치료하는데 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 암은 폐암, 방광암, 췌장암, 간암, 신장암, 육종, 유방암, 뇌암, 신경내분비 암종, 결장암, 전립선암, 고환암 또는 흑색종으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 CA IX-발현 세포의 영상화를 위해 사용된다. 특정 구체예에서, 상기 세포는 방광암 세포, 췌장암 세포, 간암 세포, 폐암 세포, 신장암 세포, 육종 세포, 유방암 세포, 뇌암 세포, 신경내분비 암종 세포, 결장암 세포, 전립선암 세포, 고환암 세포 또는 흑색종 세포로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명은 생물학적 시료에서 세포 타입을 표적화하는 방법을 제공하고, 상기 방법은: (a) 상기 생물학적 시료를 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물과, 상기 화합물과 상기 표적 세포 타입의 적어도 하나의 세포의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 접촉시키는 단계; 및 (b) 선택적으로 상기 생물학적 시료에서 상기 화합물의 존재 또는 부재를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 검출 단계 (b)에서 상기 화합물의 존재는 상기 표적 세포 타입이 상기 생물학적 시료에 존재한다는 것을 나타낸다. 일부 구체예에서, 본 발명은 CA IX-발현 세포를 광학적으로 검출하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 본 발명의 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 투여하는 단계 및 상기 화합물을 여기 광원으로 처리하는 단계 및 상기 화합물로부터 형광을 검출하는 단계를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광원은 근적외선 파장 광이다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광 파장은 약 600 내지 1000 나노미터 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광 파장은 약 670 내지 850 나노미터 범위 내에 있다.
특정 구체예에서 본 발명은 피험체에서 영상 안내된 수술을 수행하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
a) CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 소정의 수술 부위에 축적시키는데 충분한 조건하에 및 시간 동안 상기 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 포함하는 조성물을 투여하는 단계;
b) 상기 화합물에 적외선 광을 사용하여 조사함으로써 상기 화합물을 가시화하는 단계; 및
c) 상기 적외선 광에 의한 여기 시에 형광을 발하는 부위의 수술 절제 (surgical resection)를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법의 일부 구체예에서 상기 적외선 광 파장은 약 600 내지 1000 나노미터의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서 본 발명의 방법은 약 670 내지 850 나노미터의 범위 내에 있는 적외선 광 파장을 이용한다.
본 발명의 일부 구체예는 피험체에서 질환을 진단하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
a) 진단을 필요로 하는 피험체에게 소정량의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을, 상기 화합물과 적어도 하나의 CA IX-발현 세포의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 투여하는 단계;
b) 생물학적 시료에 존재하는 상기 화합물로부터의 신호를 측정하는 단계;
c) 상기 단계 b)에서 측정된 신호를 적어도 하나의 대조군 데이터 세트와 비교하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 대조군 데이터 세트는 표적 세포 타입을 포함하지 않는 생물학적 시료와 접촉된 청구항 1의 화합물로부터의 신호를 포함하는 것인 단계; 및
d) 질환의 진단을 제공하는 단계로서, 상기 단계 c)에서의 비교는 질환의 존재를 나타내는 것인 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예는 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 포함하는 키트 (kit)를 제공한다. 일부 구체예에서, 상기 키트는 CA IX-발현 세포의 영상화를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 종양 세포이다. 특정 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 암 세포이다. 특정 구체예에서, 상기 CA IX-발현 부위는 종양 미세환경이다. 일부 구체예에서, 본 발명은 전이 질환의 검출에 사용된다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 개선된 수술 절제 및/또는 개선된 예후를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 방법은 비-NIR 콘쥬게이트된 형광 염료보다 더 선명한 수술 절제면을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 개선된 종양-대-배경 비를 갖는다.
다른 구체예에서, 검출되는 세포는 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 일부 구체예에서, 검출되는 조직은 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 다른 구체예에서, 검출되는 종양은 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 일부 구체예에서, 검출되는 세포는 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm 또는 10 mm 초과의 깊이로 피험체의 피부 아래에 있다. 본 발명의 일부 구체예에서 염료 프로브 (dye probes)는 가시광선 스펙트럼의 바깥쪽에서 검출가능하다. 일부 구체예에서 가시광선 스펙트럼보다 더 큰 염료 프로브가 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 650 nm 내지 900 nm의 파장에 민감한 염료 프로브를 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 약 650 nm 내지 1000 nm, 예를 들면, 일 구체예에서, 대략 800 nm의 근적외선 영역에서 최대 광 흡수 파장을 갖는다.
제공된 방법의 부가의 구체예에서, 상기 CA IX-발현 암 세포는 종양의 세포를 포함한다. 제공된 방법의 더 부가의 구체예에서, 상기 CA IX-발현 암은 종양이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 1000mm3이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 1000mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 950mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 900mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 850mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 800mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 750mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 700mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 650mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 600mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 550mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 500mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 450mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 400mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 350mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 300mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 250mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 200mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 150mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 100mm3 미만이다. 일 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 75mm3이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 75mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 70mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 65mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 60mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 55mm3 미만이다. 일 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 50mm3이다. 다른 구체예에서, 상기 종양은 50mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 45mm3 미만이다. 다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 40mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 35mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 30mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 25mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 20mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 15mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 10mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 12mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 9mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 8mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 7mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 6mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 5mm3 미만이다.
일 구체예에서, 상기 종양은 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을 사용하는 수술 후전 (surgical recession) 전에 적어도 5mm의 길이를 갖는다. 일 구체예에서, 상기 방법은 5mm 미만의 종양을 검출한다. 다른 구체예에서 본원의 방법은 4mm 미만의 종양을 검출한다. 일부 구체예에서, 본원의 방법은 3mm 미만의 종양을 검출한다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 6mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 7mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 8mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 9mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 10mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 11mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 12mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 13mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 14mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 15mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 16mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 17mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 18mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 19mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 20mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 21mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 22mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 23mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 24mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 25mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 30mm의 길이를 갖는다.
일부 구체예에서 본 개시내용은 근적외선 (NIR) 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물 및 그의 치료 및 진단에 사용하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 CA IX를 발현하는 세포와 관련된 질환, 예컨대 신장, 자궁내막, 요로, 직장결장, 난소, 유방, 췌장, 및 식도의 질환, 및 다수의 고형 종양의 저산소 영역, 및 관련된 질환을 진단 및 치료하는 화합물 및 방법을 제공한다. 본 개시내용은 상기 화합물을 제조 및 사용하는 방법 및 조성물, 상기 화합물을 포함하는 방법, 및 상기 화합물을 포함하는 키트를 더 개시한다. 링커 (X-Y)를 통해 NIR 염료에 콘쥬게이트된 CA IX에 대한 결합 친화도 및 특이성을 향상시키기 위해 연장된 소수성 잔기 (W)를 갖는 리간드와 같은 CA IX-표적화된 화합물은 신장, 자궁내막, 요로, 직장결장, 난소, 유방, 췌장, 및 식도, 및 다수의 고형 종양의 저산소 영역, 및 CA IX를 발현 또는 과발현하는 병원성 세포 집단을 수반하는 관련 질환의 영상화, 진단, 및/또는 치료에 유용할 수 있다는 것을 발견하였다. CA IX는 세포 표면 수용체, 예컨대, 비타민 수용체에 의해 관찰된 엔도사이토시스 (endocytosis)와 유사한 과정에서 내재화되는 세포 표면 단백질이다. 따라서, 소정의 길이, 및/또는 소정의 직경, 및/또는 그의 길이를 따라 미리 선택된 관능기를 갖는 링커를 포함하는 특정 콘쥬게이트는 이러한 질환을 치료, 영상화, 및/또는 진단하는데 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
일 예시되는 구체예에서, 상기 링커 [리간드와 NIR 염료 (W-X-Y) 사이에 X 또는 스페이서]는 방출가능한 또는 방출불가능한 링커일 수 있다. 일 양상에서, 상기 링커 L은 길이가 적어도 약 6개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 8개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 10개의 원자이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 약 6 내지 약 14, 약 6 내지 약 20, 또는 약 6 내지 약 18개의 원자이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 약 10 내지 약 20, 약 14 내지 약 12, 또는 약 10 내지 약 16개의 원자이다.
대안의 일 양상에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 10 옹스트롬 (Å)이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 14Å이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 16Å이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 약 10Å 내지 약 20Å의 범위에 있다.
대안의 일 양상에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]의 길이의 적어도 일부는 결합 리간드 B에 연결된 단부에서 직경이 약 4Å 이하이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]의 길이의 적어도 일부는 결합 리간드 B에 연결된 단부에서 직경이 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하이다. 약 5Å 이하, 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하의 직경 요건을 포함하는 예시되는 구체예는 소정의 길이의 링커에 대한 그 요건을 포함함으로써, 상기 링커의 원추형 캐비티-유사 부분을 규정할 수 있다는 것이 인식된다. 예시적으로, 또다른 변경에서, 상기 링커는 길이가 적어도 약 6Å이고 직경이 약 5Å 이하, 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하인 결합 리간드에 연결된 단부에서 원추형 캐비티 부분을 포함한다.
또다른 구체예에서, 상기 링커 [W-X-Y]는 소수성 곁사슬을 갖는 아미노산, 예컨대 Val, Leu, Phe, Tyr, His, Trp, Met 등 잔기를 포함하는, CA IX의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 소수성 링커를 포함한다. 또다른 구체예에서, 상기 링커 [W-X-Y]는 친수성 곁사슬을 갖는 아미노산, 예컨대 Ser, Thr, Cys, Arg, Orn, Lys, Asp, Glu, Gln 등 잔기를 포함하는, CA Ix 단백질의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 친수성 링커를 포함한다. 상기 구체예 및 양상은 링커 X에 단독으로 또는 서로 조합 [W-X-Y 또는 X-Y, 또는 W-Y]되어 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 길이가 적어도 약 6개의 원자이고 및 직경이 약 5Å, 약 4Å 이하 또는 약 3Å 이하인 링커 X가 본원에서 고려되고 개시되어 있고, 또한 친수성 포켓 중에 Asn, His, Ser, Glu, Thr, Gln 또는 소수성 포켓 중에 Leu, Val, Val, Leu, Pro 등의 잔기를 포함하는, CA IX의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 친수성 링커를 포함하는 링커 X가 본원에서 고려되고 개시되어 있다.
또다른 구체예에서, 상기 링커의 한 단부는 분지되어 있지 않고 및 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 사슬을 포함한다. 일 구체예에서, 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 선형 사슬은 길이가 적어도 5개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 선형 사슬은 길이가 적어도 7개의 원자, 또는 적어도 10개의 원자이다. 또다른 구체예에서, 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 사슬은 치환되지 않는다. 일 변경에서, 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 사슬의 일부는 2가 단편과 사이클화된다. 예를 들면, 디펩티드 Phe-Tyr, 또는 아미노산 Tyr을 포함하는 링커 (Y)는 2개의 질소를 에틸렌 단편으로 사이클화한 피페라진-1,4-디일 구조, 또는 이의 치환된 변형체를 포함할 수 있다.
또다른 구체예에서, 약학적 조성물이 본원에 개시되어 있고, 상기 약학적 조성물은 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하기에 유효한 양으로 본원에 개시된 콘쥬게이트를 포함한다. 예시적으로, 상기 약학적 조성물은 또한 하나 이상의 담체, 희석제, 및/또는 부형제를 포함한다.
또다른 구체예에서, 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하는 방법이 본원에 개시되어 있다. 상기 방법은 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하기에 유효한 양으로 본원에 개시된 콘쥬게이트, 및/또는 본원에 개시된 콘쥬게이트를 함유하는 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 전술한 특성 및 기타 특성, 및 이를 달성하는 방식은 더 명확해질 것이고, 또한 본 개시내용 자체는 첨부된 도면과 관련하여 얻어진 개시내용의 구체예의 하기 설명을 참고하여 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 연장된 결합 잔기 (n, m, p = 0,1,2,3 ...)를 갖는 비통상적인 CA IX 리간드의 화학 구조를 나타낸다.
도 2는 (a) 아세트아졸아미드와 복합체로 된 인간 CA IX 단백질의 활성 부위의 입체도 (Stereoview)1, (b) 결정 구조에 의해 결정된 CA IX 단백질에 결합된 CA IX 리간드2, (c) 새롭게 설계된 CA IX 리간드의 일반 화학식을 나타낸다.
도 3은 리간드 1 & 2로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타내고 도 3은 리간드 1 & 로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 4는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이 (overlay)를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 54의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 5는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 55의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 6은 리간드 3 & 4로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 7은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 60의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 8은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 61의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 9는 공초점 현미경을 사용하여 CA IX-포지티브 SKRC52 세포에 대한 61의 결합 친화도를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스 모델에서 61의 조직 생체분포 및 종양 대 배경. 상기 마우스에게 61의 10 nmol을 주입하였고, 선별된 조직을 수확하였고, 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 10은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. HT29 (인간 결장 암 세포주) 및 HCC827 (인간 폐 암 세포주) 종양 이종이식편 보유 마우스에게 61의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 11은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 62의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 12는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 65의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 13은 리간드 5 & 6으로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 14는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 69의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 15는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 70의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 16은 리간드 7-8로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 17은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 72의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 18은 리간드 17-20으로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 19는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 76의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 20은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 77의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 21은 리간드 21-24로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 22는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 80의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 23은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 81의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 24는 리간드 25 & 26으로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 25는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 85의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 26은 리간드 27 & 28로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 27은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 86의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 28은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 87의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 29는 리간드 29로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 30은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 88의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 31은 리간드 30-33으로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 32는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 89의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 33은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 90의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 34는 리간드 34-36으로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 35는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 93의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 36은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 94의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 37은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 95의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 38은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 96의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 39는 리간드 39-45로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 40은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 99의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 41은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 102의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 42는 리간드 47로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 43은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 104의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 44는 리간드 3-4로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
도 45는 유세포 분석을 사용하여 CA IX-포지티브 SCRC52 세포로의 105의 결합 친화도를 나타낸다.
도 46은 공초점 현미경을 사용하여 CA IX-포지티브 SCRC52 세포로의 105-107의 결합 친화도를 나타낸다.
대응하는 참조 문자는 몇몇 도를 통해 대응하는 부분을 나타낸다. 도면이 본 개시내용의 구체예를 나타내지만, 본 개시내용을 보다 잘 예시하고 설명하기 위해 도면은 반드시 일정한 축척이 아니며 어떤 특징은 과장될 수 있다.
정의
본 발명은 본원에 개시된 특정 방법, 프로토콜, 세포주, 구조물 및 시약에 한정되지 않고 그러므로 가변될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본원에서 사용된 용어는 특정 구체예 만을 개시하기 위한 것이고, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다는 것도 이해할 것이다.
본원 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한, 복수 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들면, "카르본산 안히드라제 IX 리간드 (carbonic anhydrase IX ligand)" "CA IX 리간드"는 하나 이상의 이러한 리간드를 지칭하고 당분야에서 숙련된 자에게 알려진 그의 등가물 등을 포함한다.
달리 정의되어 있지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 통상적으로 이해된 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 방법, 장치 및 재료와 유사하거나 동등한 임의의 방법, 장치 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 바람직한 방법, 장치 및 재료가 지금부터 기재된다.
본원에서 언급된 모든 공개문헌들 및 특허들은 예를 들면, 현재 기재된 본 발명과 관련하여 사용될, 공개문헌에 기재된 구조물 및 방법을 기술하고 개시하기 위해 본원에 참고로 포함된다. 본원에서 논의된 공개문헌들은 본원의 출원일 전에 그들의 개시에 대해서만 제공된다. 본원에서 어느 것도 본 발명자들이 선행 발명을 통해 또는 임의의 다른 이유로 이러한 개시를 예상할 자격이 없다는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 콘쥬게이트에 대하여, 용어 "항원적으로 특이적 (antigenically specific)" 또는 "특이적으로 결합 (specifically binds)"은 CA IX 단백질의 하나 이상의 에피토프에 결합하지만, 항원들의 혼합된 집단을 함유하는 시료에서 다른 분자를 실질적으로 인식하고 이 분자에 결합하지 않는 CA IX-표적화 화합물을 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "에피토프 (epitope)"는 리간드에 의해 인식되는 CA IX 상의 부위를 지칭한다. 에피토프는 아미노산의 선형 또는 입체구조적으로 형성된 서열 또는 형태일 수 있다.
본원에서 사용되는, "CA IX-표적화 화합물 (CA IX-targeting compound)" 또는 "CA IX-표적화된 화합물 (CA IX-targeted compound)"은 CA IX 또는 CA IX의 에피토프에의 특이적 결합이라는 생물학적 활성을 적어도 갖는 소분자, 리간드, 폴리펩티드 및 단백질을 포함할 것이다. 이들 화합물들은 CA IX 또는 적어도 하나의 CA IX 에피토프에 결합하는 리간드, 수용체, 펩티드 또는 임의의 아미노산 서열을 포함한다.
본 발명의 화합물은 CA IX-표적화 화합물을 포함하고, 이들은 CA IX 그 자체의 일부에 결합할 수 있고, 또는 이들은 CA IX와 연관된 세포 표면 단백질 또는 수용체에 결합할 수 있다.
본원에서 사용되는, "연장된 소수성 잔기 (extended hydrophobic residue)"는 소수성 아미노산 또는 모이어티, 예컨대 중성 비극성 (소수성) 아미노산, 예컨대 알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 및 메티오닌 또는 방향족 기, 시클로헥실 기, 티로신, 및 그의 유도체; 염기성 (포지티브 대전된) 아미노산 예컨대 아르기닌, 히스티딘, 및 리신 및 그의 유도체; 중성 극성 아미노산, 예컨대 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 및 글루타민 및 그의 유도체를 포함할 것이다.
본원에서 사용되는 "소수성 스페이서 (hydrophobic spacer)"는 6 아미노헥타노산 (SAHA), 8 아미노옥토노산 (EAOA), 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리에틸렌 아민 (PEA) 유닛, N-아미노-dPEG2 산, 6개 원자의 사슬, 길이가 6개 원자인 스페이서, 길이가 6 내지 20개의 원자인 사슬; 아릴 또는 아릴 알킬 기를 포함하는 펩티드로서, 각각은 선택적으로 치환되고, 하나의 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 6 내지 약 10, 또는 약 6 내지 약 14개의 원자이고, 및 다른 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 10 내지 약 14, 또는 약 10 내지 약 15개의 원자인 것인 펩티드를 포함할 것이다.
용어 "관능기 (functional group)", "활성 모이어티 (active moiety)", "활성화 기 (activating group)", "이탈기 (leaving group)", "반응성 부위 (reactive site)", "화학적 반응성 기 (chemically reactive group)" 및 "화학적 반응성 모이어티 (chemically reactive moiety)"는 분자의 상이한 규정가능한 부분 또는 유닛을 지칭하기 위해 당분야 및 본원에서 사용된다. 상기 용어들은 화학 분야에서 다소 동의어이고 일부 기능 또는 활성을 수행하고 다른 분자와 반응하는 분자의 부분을 표시하기 위해 본원에서 사용된다.
용어 "아미노산 (amino acid)"은 천연 생성 아미노산 및 비천연 생성 아미노산뿐만 아니라, 천연 생성 아미노산과 유사한 방식으로 기능하는 아미노산 유사체 및 아미노산 모방체도 지칭한다. 천연적으로 코딩된 아미노산은 20종의 일반 아미노산들 (알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글리신, 히스티딘, 이소류신, 류신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 트레오닌, 트립토판, 티로신 및 발린), 및 피롤리신 및 셀레노시스테인이다. 아미노산 유사체는 천연 생성 아미노산과 동일한 기본 화학 구조, 즉 수소, 카르복실 기, 아미노 기 및 R 기에 결합된 α 탄소를 가진 화합물, 예컨대, 호모세린, 노르류신, 메티오닌 술폭시드, 메티오닌 메틸 술포늄을 지칭한다. 이러한 유사체는 변형된 R 기 (예컨대, 노르류신) 또는 변형된 펩티드 골격을 갖지만, 천연 생성 아미노산과 동일한 기본 화학 구조를 유지한다.
아미노산들은 그들의 통상적으로 알려진 3 문자 부호, 또는 IUPAC-IUB 생화학 명명 위원회 (Biochemical Nomenclature Commission)에 의해 권장된 1 문자 부호로 본원에서 지칭될 수 있다.
본 발명은 무엇보다도 질환 및/또는 암에 관여하는 CA IX-발현 세포의 초기 진단 및 수술 치료와 연관된 문제점, 및 구체적으로 비한정적 예로서 보다 높은 특이성, 감소된 배경 신호 및 증가된 종양 형광을 포함하는 생물학적 성질의 영상화, 진단을 향상시킨 CA IX-표적화된 염료 콘쥬게이트를 다룬다.
상세한 설명
화학요법 및 방사선요법은 모든 암 환자들의 5% 미만을 치유하지만, 수술은 미국에서 고형 종양을 가진 환자의 50%를 치유한다. 미국에서 매년 700,000명 이상의 환자들이 암 수술을 받고, 수술 환자의 40%가 5년 이내에 국소부위 질환으로 재발한다. 종양학 분야에서의 주요 발전에도 불구하고, 초기 검출, 네가티브 주변부를 가진 원발성 종양의 완전한 수술적 절제에 대한 장애물을 극복하는 방법, 및 전이 암 세포의 제거 및 위성 (satellite) 질환의 확인에 대한 필요성이 남아있다. 이들 3가지 목표의 달성은 질환 제거를 개선할 뿐만 아니라, 수술 후 화학요법 및 방사선에 대한 결정도 안내한다. 비표적화된 형광 염료가 일부 종양에서 수동적으로 축적되는 것으로 밝혀졌지만, 결과의 종양-대-배경 비는 종종 좋지 않고, 악성 조직과 건강한 조직 사이의 경계를 규정하기 어려울 수 있다. 리간드 표적화된 형광 염료들 (예컨대, EC17: 폴레이트-EDA-FITC)이 조직의 영상화를 위해 사용되고 있지만, 이 염료들은 심부 조직을 침투하지 못하므로 조직 시료 내의 보다 심부 부위보다 오히려 조직의 표면 상에서 특정 세포만을 확인할 것이기 때문에 비효과적이다. 추가로, 플루오레세인-기반 염료는 낮은 저장 수명 안정성이라는 단점을 갖는다. 형광 이소티오시아네이트 (FITC) 화합물에 의해 형성된 티오우레아 가교는 쉽게 분해되어, 불안정한 화합물을 만든다. 추가로, EC17은 영상화 부위를 둘러싸는 조직에서 콜라겐으로부터 상대적으로 높은 수준의 비특이적 배경 노이즈라는 결점을 가진 플루오레세인을 사용한다. 더욱이, 생물학적 발색단, 구체적으로 헤모글로빈에 의한 가시광선의 흡수는 플루오레세인을 포함하는 염료의 유용성을 더 한정한다. 따라서, 통상적인 염료는 조직에서 수 밀리미터보다 더 깊이 묻혀있을 수 있는 종양을 용이하게 검출할 수 없다. 또한, 플루오레세인으로부터의 형광은 낮은 pH (pH 5 이하)에서 퀀칭된다.
염료 물질이 검출 및 수술 안내, 또는 초기, 전이 및 다른 조직 영상화의 검출을 제공하는데 유용하기 위해서는 이들 결점들을 극복하는 것이 중요하다. 본 발명은 CA IX의 결정 구조를 사용하는 연장된 소수성 모이어티를 갖는 CA IX-표적화된 리간드의 설계 및 개발을 제공하여 CA IX에 대한 결합 친화도 및 특이성을 증가시킨다. 본 발명은 안정하고, 적외선 범위에서 형광을 발하고, 표적화된 조직 내부에 깊이 침투하여 CA IX를 발현하는 조직의 영역의 특이적 및 선명한 확인을 유발하고, CA IX를 발현하지 않는 조직으로부터 신속히 제거되어 높은 종양-대-배경 비를 수득하고, 피부로부터 신속히 제거되는 근적외선 염료의 CA IX-표적화된 콘쥬게이트를 제공한다. 더 구체적으로, 상기 CA IX-표적화된 콘쥬게이트는 하나 이상의 원자 스페이서, 아미노산, 아미노산 유도체, 및/또는 소수성 잔기로 구성된 링커를 통해 근적외선 염료에 연결된다. 훨씬 더 구체적으로, 상기 원자 스페이서가 중성, 소수성 또는 대전된 원자를 가진 소수성 6-원자 스페이서이고 아미노산 스페이서가 방향족 아미노산 또는 방향족 아미노산의 유도체, 또는 네가티브 또는 포지티브 대전된 아미노산 및 티로신 또는 티로신의 유도체인 경우가 발견되었다. 상기 링커의 전하를 가변하여 신속한 피부 제거 및 신속한 종양 축적을 수득함으로써 보다 높은 종양-대-배경 비를 수득할 수 있다. 더욱이, 방향족 아미노산 또는 티로신 또는 티로신의 유도체를 가짐으로써 NIR 염료의 형광 세기를 유지하거나 심지어 향상시키고, NIR 염료의 전하를 가변하여 신속한 피부 제거를 달성할 수 있다.
본 개시내용은 NIR 염료에 연결된 CA IX-표적화된 리간드 및 이를 합성하는 방법을 제공한다. 본 개시내용은 또한 신장, 자궁내막, 요로, 직장결장, 난소, 유방, 췌장, 및 식도를 포함하지만 이에 제한되지 않은 CA IX를 발현하는 종양, 및 다수의 고형 종양의 저산소 영역, 및 관련된 질환의 표적화된 영상화에 사용하기 위한 화합물, 및 예를 들어, CA IX 포지티브 조직 및 종양과 관련된 영상화 및 수술에 사용하는 방법을 제공한다.
본 방식에서, 본 개시내용의 화합물은 이를 필요로 하는 피험체에서 질병 조직의 인 비보 확인을 위해 사용될 수 있다. 본 개시 방법은 약 600 nm 내지 약 1000 nm 범위의 근적외선에서 적어도 하나의 여기 파장을 갖는 광으로 질병 조직을 포함하는 피험체의 신체 부위를 인 비보에서 조사하는 것을 포함한다. 상기 피험체에게 투여되고 상기 신체 부위내 질병 조직에 특이적으로 결합되고 및/또는 흡수되는 본 개시내용의 화합물로부터 방출되는 형광은, 적어도 하나의 여기 파장에 반응하여, 직접 가시화되어 상기 피험체에서 질병 조직의 위치 및/또는 표면적을 결정하였다.
600 nm 내지 850 nm의 파장 범위를 갖는 광은 스펙트럼의 근적외선 범위내에 있고, 반면 가시광선은 약 400 nm 내지 약 500 nm의 범위내에 있다. 그러므로, 개시된 진단 방법의 실시에 사용된 여기 광은 적외선 파장으로 상기 조직에 조사하여 상기 화합물을 여기시키는 광의 적어도 하나의 파장을 포함하여, 본 개시내용의 화합물의 흡수를 갖는 부위로부터 수득된 형광은 주변 조직의 자동-형광으로부터 명확하게 가시화하고 구별할 것이다. 상기 여기 광은 단색광 (monochromatic) 또는 다색광 (polychromatic)이다. 본 방식에서, 본 개시내용의 화합물은, 형광 프로브가 약 600 nm 미만의 파장에서 형광을 발하는 것이라면 원하는 진단 영상을 얻는데 이용될 수 있는 필터링 메카니즘 (filtering mechanisms) 사용의 필요성을 제거하기 때문에 유익하다. 본 방식에서, 본 개시내용의 화합물은 건강한 조직으로부터 반사되어 형광 영상의 해상도의 손실을 야기하는 파장의 여기 광의 결과로서 생성된 불명료한 진단 영상을 회피한다.
진단실, 진료소 및 수술 절차를 위한 수술실은 개시된 진단 방법의 실시에 유용한 광 방출 스펙트럼의 광 파장을 발생하는 오버헤드 라이트 (overhead light), 예컨대 적합한 파장의 빛을 발생하는 램프를 구비할 수 있다. 수술실에서 다른 라이트를 끄고 (조사 중인 신체 부위 중 조직으로부터 가시광으로 반사되는 외부 광을 제거하기 위함) 체강 또는 수술로 형성된 개봉부에 근적외선 파장의 여기 광을 비추어서 관찰자 (예컨대, 수술의)의 눈으로 직접 수용되는 형광 영상은 주로 가시 영역에서 형광단(들)으로부터 방출되는 형광 영상인 것으로 하여, 본 개시의 진단 방법의 실시에서 이러한 광이 사용될 수 있다. 600 nm 내지 850 nm 범위, 바람직하게 750 nm-850 nm 범위의 광원으로부터 방출되는 광은 상기 관찰자의 직접 가시화 목표를 달성하는데 사용되어 형광 모이어티(들)로부터 반사되는 광 이외에, 신체 부위로부터 반사되는 광은 최소화 또는 제거될 것이다.
따라서, 질병 조직 (및 결합되거나 또는 흡수된 표적화 구조물)을 (예컨대, 수술로 형성된 개봉구 또는 상기 광의 내부 위치로의 내시경의 전달에 의해) 상기 여기 광에 "노출"된다. 상기 영상화하는 방법의 개시내용은 구체적으로 상기 피험체의 내부 부위, 예컨대 자연적인 체강 또는 수술로 형성된 개봉부에 위치한 질병 조직의 인 비보 검출에 적합하고, 상기 질병 조직은 "인 플레인 뷰 (in plain view)" (즉, 인간 눈에 노출시킴)로 본 개시내용의 화합물의 흡수로 강조되어진 부위의 생검 또는 수술 절제를 용이하게 하였다. 질병 또는 염증 조직의 정확한 위치 및/또는 표면적이 본 개시내용의 화합물의 흡수로 용이하게 결정되기 때문에, 본 개시내용의 화합물을 사용하는 방법은, 진단 및 영상화, 및 필요하다면 수술을 위한 염증 부위 덩어리의 정확한 외형, 크기 등을 실시간으로 "보는" 것을 필요로 하는 병리학자, 면역학자, 기술자 및 수술의에게 유용한 안내를 제공한다.
그러므로, 특정 구체예에서, 본 개시내용은 암 환자에게 투여를 통해 CA IX를 발현하는 생물학적 조직을 광학적 영상화를 수반하며, 상기 방법은 상기 조직을 본 개시내용의 화합물의 유효량을 포함하는 조성물 (예컨대, 본원의 실시예의 화합물)과 접촉시키고 및 상기 조성물 중 화합물이 상기 조직내에 분포하고 폴레이트 수용체의 부위와 상호작용하도록 시간을 허용하는 것을 포함한다. 상기 상호작용을 위한 충분한 시간이 지난 후에, 상기 조성물 중에 화합물을 형광시키기 위해 여기 광을 상기 조직에 조사한다. 그 다음에 형광을 검출하고 이러한 형광이 관찰된 부위는 CA IX를 포함하는 부위이다.
유사한 방식으로, 본 개시내용의 화합물은 생물학적 시료에서 표적 세포 타입을 확인하는데 사용되고, 이는 상기 생물학적 시료를 상기 화합물과, 상기 표적 세포 타입의 적어도 하나의 세포에 상기 화합물을 결합시키는 시간 동안 및 조건하에, 접촉시키는 것이다. 그 다음에 상기 결합된 화합물을 광학적으로 검출하여 본 개시내용의 결합되고, 표적화된 화합물로부터 방출된 근적외선 파장을 갖는 형광의 존재는 상기 표적 세포 타입이 상기 생물학적 시료 중에 존재하는 것을 나타낸다. 그러므로 상기 방법은 평가되는 조직 중에 표적화된 세포 타입의 영상을 제공한다. 가장 바람직하게, 상기 표적화된 세포 타입은 CA IX의 높은 수준을 나타내는 뇌, 유방, 자궁경부, 직장 또는 폐 암을 포함하지만, 이에 한정되지 않는 암성 세포이다.
본원에 개시된 콘쥬게이트된 화합물의 유효량을 투여하기 위한 가장 적합한 경로는 치료되는 질병 상태, 또는 진단될 의심되는 병태의 위치에 따라 다양할 것이다. 이는 비경구, 예컨대, 피내, 피하, 근육내, 복강내, 또는 정맥내를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 구체예에서, 상기 콘쥬게이트는 상기 환자에게 다른 의학적으로 유용한 과정에 의해 투여될 수 있고, 및 임의의 유효량 및 연장된 방출 투여 형태를 포함하는 적합한 치료적 투여 형태를 사용할 수 있다. 예시적으로, 본원에 개시된 방법은 생물학적 요법 예컨대 기타 요법 또는 치료적 전략 예컨대 수술, 방사선 요법, 및/또는 화학요법과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 암성 병태의 치료를 위해, 여기 광이 조사될 신체 부위로의 직접 주입을 포함하는 국소 투여 (예컨대, 강내 (intracavitarily))는 상기 표적화 구조물 (예컨대, 형광 태그된 항체)이 그의 전신 투여로 수반될 수 있는 합병증의 위험 없이 고 농도로 투여될 수 있다는 이점을 제공한다. 그러나, 경구, 국부 및 비경구 적용도 또한 계획될 수 있다.
상기 방법은 유익하게, 본 개시내용의 화합물을 포함하는 조성물을 소정의 조직 부위에 상기 화합물이 축적되기에 충분한 조건하에 및 시간 동안 투여하여 치료될 조직을 가시화하여 외과의를 돕기 때문에 피험체에서 암의 영상-안내된 진단 및 치료를 수행하는 개선된 방법을 제공한다.
추정되는 질병 부위가 자연 체강 또는 수술로 생성된 내부 부위인 경우, 내시경 장치는 상기 부위에 여기광을 전달하는데 선택적으로 사용될 수 있어서 체강내에 상기 부위로부터 방출되는 형광을 수용하고, 상기 질병 조직으로부터 직접적인 형광 영상의 형성을 도울 수 있다. 예를 들어, 내시경 장치 중의 렌즈 (lens)를 사용하여 영상 형성의 보조로서 검출된 형광에 초점을 맞춘다. 본원에서 사용되는, 이러한 내시경-전달된 형광은 진료의에게 "다이렉트 뷰 (directly viewed)"라고 하고 및 표적화 구조물이 결합하거나 또는 이를 흡수하는 조직은 상기 내시경에 대해 "인 플레인 뷰"이어야 하며, 이는 본 개시의 진단 절차에 사용된 광은 조직을 침투하는 광의 파장, 예컨대 근적외선 범위의 파장을 포함하지 않을 것이다. 대안으로서, 상기 여기 광은 임의의 편리한 수단에 의해 본원에 개시된 바와 같이 투여된 표적화 구조물을 함유하는 체강 또는 수술 개봉부로 유도될 수 있고 그렇게 생성된 형광 영상은 내시경의 도움없이 관찰자의 눈에 직접 가시화될 수 있다. 임의의 타입의 내시경 장치의 도움 여부와 관계없이, 본 개시 방법에 의해 생성된 형광 영상은 CCD 카메라, TV 모니터, 광자 수집 장치 등과 같은 영상 처리 장치의 도움없이 볼 수 있다.
본 개시내용의 진단 또는 영상화 방법은 수술의/진료의에게 생검 또는 외과 적 절제의 절차를 용이하게 하기 위해 수술 개봉부를 통해 질병 또는 비정상 조직을 동시에 보거나/살펴 보거나/가시화하는 것을 고려하였다. 질병 조직의 위치 및/또는 표면적은 본원에 개시된 화합물을 사용하는 개시내용의 진단 절차에 의해 용이하게 결정되므로, 본 개시 방법은 예를 들어 수술이 진행될 때 절제하기 위한 덩어리의 정확한 외형, 크기 등을 알아야 하는 수술의에게 유용한 안내이다. 구체적으로, 본 개시내용의 화합물이 근적외선 범위에서 이전에 개시된 것보다 더 큰 세기로 형광을 발하는 것에 주목한다. 따라서, 유익하게도, 진단 영상화를 달성하기 위해 필요한 화합물의 양이 적어지는 것을 고려한다. 또한, 본 개시내용의 화합물은 상기 조직으로 깊숙이 침투하므로, 본 개시내용은 유익하게 암의 적절한 치료 과정이 취해질 수 있도록 더 정확하게 한다.
일부 구체예에서, 형광 모이어티의 단일 타입은 조사된 신체 부위 (즉, 질병 조직에 결합하거나 또는 이에 흡수되는 형광 표적화 구조물)로부터 발생하는 형광을 생성하고 상기 표적화 구조물을 근적외선 스펙트럼으로부터의 광원으로 처리하는 것에 의존한다.
다른 구체예에서, 진단 영상을 수득하기 위해 복수의 (즉, 2, 3, 4, 또는 초과) 표적화 구조물을 사용하는 것이 고려되었다. 이러한 부가의 표적화 구조물은 제1 상기 화합물과 구별되는 본 개시내용의 부가의 화합물일 수 있다. 대안으로서, 상기 부가의 표적화 구조물은 본원에 개시된 염료를 포함할 수 있지만, 아세토아졸아미드 유도체는 CA IX 이외의 다른 수용체에 대한 리간드로 대체된다. 또다른 구체예에서, 상기 부가의 표적화 모이어티는 영상화될 종양 또는 조직 상의 다른 수용체 또는 항원에 결합하는 다른 형광 표적화 구조물 (예컨대, 형광단이 부착된, 항체, 또는 그의 생물학적으로 활성인 단편)일 수 있다. 상기 조직에서 종양 또는 특정 부위를 특이적으로 표적으로 하는 부가의 표적화 모이어티는 모니터될 부위에 특이적이라면 사용될 수 있다. 부가의 형광 표적화 구조물의 목적은 모니터될 부위에서 형광 세기를 증가시켜서, 이로 인해 신체 부위에서 질병 또는 비정상 조직의 검출을 돕는데 있다. 예를 들어, 소정의 질병 조직은 수 많은 마커를 가질 수 있고 본 개시내용의 화합물 이외에 상기 소정 부위에 특이적인 형광 모이어티의 칵테일 (cocktail)이 제공되어 상기 조직으로부터 발생되는 신호는 관심 조직 부위를 표적으로 하고 국소화되는 하나 초과의 화합물 또는 형광 모이어티에 의해 생성된다.
실제로, 당분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 개시내용의 화합물을 단독으로 또는 표적화 검출가능한 모이어티의 칵테일의 일부로 투여할 것이고 상기 화합물 및 표적화 모이어티를 검사시에 상기 부위에 존재할 수 있는 임의의 표적화 조직에 결합 및/또는 이에 흡수되도록 하고, 그 다음에 상기 광원의 공급을 제공한다. 통상적으로 본 개시내용의 화합물 및 임의의 부가의 표적화 모이어티는, 수술 전에 본 개시내용의 형광 화합물뿐만 아니라 임의의 부가의 형광 구조물이 상기 표적 조직에 의해 흡수되도록 허용되는 시간 동안 조성물에 투여될 것이다.
당분야의 통상의 지식을 가진 자는 연속적으로 투여되는 형광 표적화 구조물의 조합을 고안할 수 있을 것으며, 각각은 상기 표적 부위에 특이적으로 결합한다. 상기 표적 조직을 확인하기 위해 이러한 칵테일에 사용된 형광 표적화 구조물 모두는 본 개시 방법의 실시에 사용된 다양한 표적화 구조물 모두로부터 동시에 형광을 여기시키는데 사용될 필요가 있는 다양한 광원의 수를 최소화하기 위해 본 개시내용의 화합물이 수행하는 것과 동일한 파장 대역내에서 또는 동일한 파장에서 형광 (예컨대, 본 개시내용의 화합물에서 광의 근적외선 파장에 감수성인 형광)을 발하는 형광단을 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 개시내용의 화합물 이외에 부가의 표적화 모이어티는 본 개시내용의 형광 화합물과는 다른 색상으로 조사하는 광에 반응하여 형광을 발할 수 있다 (즉, 다른 파장을 가짐)는 것을 고려한다. 본 개시내용의 화합물로부터 방출하는 형광의 색상과 상기 부가의 표적화 화합물의 색상에서의 차이는 상기 질병 조직의 위치 및 크기를 결정하는데 관찰자에게 도움을 줄 수 있다. 일부 실시예에서, 표적 정상 조직을 표적으로 하는 표적화 구조물 및 질병 조직을 표적으로 하는 본 개시내용의 화합물에서 형광단을 포함하여 질병 조직과 정상 조직 사이의 대비를 더 증강시켜서 상기 표적 조직의 위치 및 크기를 결정하는데 관찰자에게 더 도움을 주는 것이 바람직할 것이다. 본 개시내용의 화합물 이외에 상기 부가의 형광단 및 표적화 작용제의 사용으로 정상 조직으로부터 방출되는 임의의 자연 형광은 신체 부위에서 정상 조직을 표적으로 하는 보충되는 표적화 구조물에서 형광단(들)으로부터 방출되는 형광에 의해 명확해지는 장점을 제공한다. 정상 및 표적 조직으로부터 방출되는 형광사이의 색상의 차이가 더 커지면, 관찰자는 표적 조직의 외형 및 크기를 가시화하는 것이 더 용이해진다. 예를 들면, 표적 조직 (즉, 비정상 조직)에 대해 본 개시내용의 화합물로부터 적외선광을 생성하는 형광단 및 건강한 조직에 대해 녹색광을 생성하는 형광단을 포함하는 형광 표적화 구조물은 관찰자에게 상기 정상 조직으로부터 표적 조직을 구별하는데 도움을 준다. 당분야의 통상의 기술을 가진 자라면 구별되는 시각적 색상 대비를 제공하는 형광단의 조합을 용이하게 선택할 수 있다.
본 개시 방법의 실시에 사용된 광의 스펙트럼은 상기 표적화 구조물, 또는 상기 표적화 구조물내에 포함된 생물학적으로 적합한 형광 모이어티의 주요 여기 파장에 해당하는 적어도 하나의 파장을 포함하도록 선택된다. 일반적으로, 본 개시 방법의 실시에 사용된 여기 광은 약 600 nm 내지 약 850 nm 범위의 근적외선 파장에서 적어도 하나의 여기 파장을 포함한다.
그러나, 다른 파장에서 형광을 발하는 표적화 리간드들의 조합이 본 개시내용의 실시에서 사용되는 경우, 여기 광의 스펙트럼은 사용된 각 형광단에 대해 적어도 하나의 여기 파장을 제공하기에 충분하도록 넓어야 한다. 예를 들어, 다른 색상을 갖는 형광단이 질병 조직으로부터 정상 조직을 구별하기 위해 선택되는 경우, 상기 광(들)의 여기 스펙트럼은 정상 및 표적 조직을 표적으로 하는 형광단에 대한 여기 파장을 포함하는 것이 특히 유익하다.
본원에서 언급되는 바와 같이, 본 개시내용의 화합물은 본 개시내용의 화합물의 일부인 아세토아졸아미드 유도체에 의해 CA IX에 특이적으로 표적화된다. 부가의 표적화 모이어티가 사용되는 구체예에서, 관심 표적 조직, 예를 들어 표적 조직에서 질병 또는 비정상 상태를 특성화하는 세포에 포함되거나 또는 세포내에 포함된 항원 또는 다른 표면 특성에 결합 및/또는 이에 의해 특이적으로 흡수되는 부가의 표적화 모이어티의 표적화 구조물이 선택된다. 다른 진단 분석에서와 같이, 상기 표적화 구조물이 표적 조직에 선별적으로 또는 질병 또는 비정상 상태와 관련된 항원에 결합하거나 또는 이에 의해 흡수되는 것이 바람직하고; 그러나 건강한 조직 또는 세포 구조에 결합하거나 또는 이에 의해 흡수되는 리간드 모이어티를 포함하는 표적화 구조물은, 상기 표적 조직에서 항원의 농도 또는 표적 조직에 대한 표적화 구조물의 친화도가 가시 영역에서 건강한 조직보다 충분히 커서 표적 조직을 나타내는 형광 영상이 가시 영역에서 건강한 조직 또는 구조로부터 나오는 형광과 구별되어 명확하게 가시화될 수 있는 한, 본 개시 방법의 실시에 사용될 수 있다.
본 개시 방법에 의해 검출되는 질환 또는 비정상 상태는 특정 결합 리간드가 알려져 있는 알려진 표적 조직의 존재를 특징으로 하는 임의의 타입일 수 있다. 많은 표적 구조물이 세포막을 침투하기 때문에, 표적 조직은 결합 리간드가 알려져 있는 표면 항원, 또는 세포내 마커 (즉, 항원)를 생산하는 세포를 특징으로 하는 것을 고려한다. 상기 개시 방법을 사용하여 확인될 수 있는 대표적인 질병 상태는 종양, 박테리아, 진균 및 바이러스 감염 등의 다양한 타입과 같은 다양한 병태를 포함한다. 본원에서 사용되는 "비정상 (abnormal)" 조직은 전암성 (precancerous) 병태, 괴사 또는 허혈 조직, 및 전암성 상태뿐만 아니라 암과 관련된 조직 등을 포함한다. 또한 상기 개시 방법을 사용하여 진단 또는 검사하는데 적합한 표적 조직의 타입의 예로는 뇌, 유방, 자궁경부, 직장, 폐, 등 뿐만 아니라이들의 임의의 둘 이상의 조합을 포함한다.
간단하게 예로서, 일부 통상적인 악성 종양에 대한 항원 및 이들이 통상적으로 발견되는 위치는 당분야의 통상의 기술을 가진 자에게 알려져 있고, 표적화 리간드, 예컨대 상기 항원에 대한 항체 또는 상기 항원이 수용체인 실제 리간드가 당분야에 알려져 있다.
상기 개시 방법의 실시에 사용된 표적화 구조물 및 보충되는 표적화 구조물은 당분야의 통상의 기술을 가진 자에게 알려져 있는 임의의 경로, 예컨대 국소 (topically), 관절내, 수조내 (intracisternally), 안구내 (intraocularly), 심실내 (intraventricularly), 경막내 (intrathecally), 정맥내, 근육내, 복강내, 피내, 기관내 (intratracheally), 강내 등 뿐만 아니라 그의 둘 이상의 조합으로 투여될 수 있다.
가장 적합한 투여 경로는 치료될 질병 상태, 또는 진단될 의심되는 병태 또는 종양의 위치에 의존할 것이다. 예를 들어, 염증 병태 및 다양한 종양의 영상화를 위해, 여기 광에 의해 조사될 신체 부위로 직접 주입에 의한 투여를 포함하는 국소 투여 (예컨대 강내)는 상기 표적화 구조물 (예컨대, 형광 태그된 항체)이 그의 전신 투여로 수반될 수 있는 합병증의 위험 없이 고 농도로 투여될 수 있다는 장점을 제공한다.
본 개시내용의 화합물뿐만 아니라 본 개시내용의 화합물을 포함하는 진단 칵테일에 사용되는 임의의 부가의 표적화 구조물은 진단을 위해 "유효량"으로 투여된다. 유효량은 피험체에서 검사할 때 신체 부위에 위치한 임의의 표적 조직의 직접 가시화를 돕는데 필요한 표적화 구조물의 양이다. 본원에서 사용된 용어 "피험체 (subject)"는 임의의 포유동물, 예컨대 애완동물, 농장 동물, 또는 동물원 동물을 포함하는 것으로 고려되고, 그러나 바람직하게는 인간이다. 물론 진단 용도로 유효한 양은 조사되는 신체 부위의 크기 및 위치, 표적 조직에 대한 표적화 구조물의 친화도, 표적 조직의 형태뿐만 아니라 투여 경로에 의존할 것이다. 표적화 구조물의 국소 투여는 통상적으로 전신 투여 형태보다 더 적은 투여량을 필요로 하고, 상기 표적화 구조물의 국소 농도는, 일부 사례에서, 전신 투여시 안전성을 가지고 달성할 수 있는 것보다 국소 투여 후에 더 높을 수 있다.
투여되는 콘쥬게이트 화합물의 유효량은 수술 병태 예컨대 혈액 손실을 포함하는 환자의 병태, 치료되는 질병 상태, 상기 콘쥬게이트의 분자량, 그의 투여 경로 및 조직 분포, 및 방사선 요법, 또는 화학요법 방사선 요법과 같은 치료적 치료와 동시-사용 가능성에 의존할 것이다. 환자에게 투여되는 유효량은 체 표면적, 환자 체중, 및 환자 병태의 의사 평가에 기반하다. 다양한 예시되는 구체예에서, 유효 투여량은 식염수를 포함하지만, 이에 한정되지 않은 부형제/담체의 존재 여부와 관계없이 수행될 수 있다. 개별의 피험체는 증상의 중증도에서 넓은 다양성을 나타내고 각 표적화 구조물은 표적에 대한 표적화 구조물의 친화도, 체내 프로세싱에 의한 표적화 구조물의 청소율, 그안에 포함된 형광단의 특성 등을 포함하는 그의 독특한 진단 특성을 가지므로, 숙련된 진료의는 요인들을 가중할 것이고 그에 따라 투여량을 변화시킬 것이다.
본 개시내용의 화합물뿐만 아니라 상기 화합물을 포함하는 칵테일은 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁제를 사용하여 알려진 방법에 따라 멸균 주사용 현탁제로 제형화될 수 있다. 상기 멸균 주사용 제제는 또한 비독성 비경구로-허용가능한 희석제 또는 용매 중 멸균 주사용 용액 또는 현탁제, 예를 들어, 1-4, 부탄디올 중 용액일 수 있다. 멸균, 고정된 오일 (sterile, fixed oils)이 용매 또는 현탁 매질로 종래에 사용되었다. 상기 목적을 위해, 합성 모노- 또는 디글리세리드, 지방산 (올레산을 포함), 자연 발생하는 식물성 오일 예컨대 참깨 오일, 코코넛 오일, 땅콩 오일, 면실유 등 또는 합성 지방 비히클 예컨대 에틸 올레에이트 등을 포함하는 임의의 블랜드 고정된 오일 (bland fixed oil)을 사용할 수 있다. 버퍼, 보존제, 산화방지제 등을 필요에 따라 포함할 수 있고, 또는 대안으로서 조제 (formulation)를 포함할 수 있다.
하기 실시예는 단지 상기 개시내용의 특정 구체예를 예시하는 목적으로 제공되고 첨부된 청구항의 범위를 한정하려는 의도는 아니다. 본원에서 토의된 바와 같이, 개시된 화합물 및 방법의 특별한 특성은 이들이 제공하는 작업성 또는 이점에 필요하지 않은 다양한 방법으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 화합물이 사용될 특정 용도에 따라, 상기 화합물은 다양한 아미노산 및 아미노산 유도체뿐만 아니라 표적화 리간드를 포함할 수 있다. 당분야의 기술을 가진 사람은 이러한 변형이 첨부된 청구항의 범위내에 포함된다는 것을 이해할 것이다.
특정 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 형태를 갖는다: B-W-X-Y-Z
상기에서 B는 CA IX-표적화된 분자이고;
W는 연장된 소수성 잔기이고;
X는 소수성 스페이서이고;
Y는 아미노산 스페이서이고; 및
Z은 NIR 염료이다.
일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 분자는 소분자, 리간드, 저해제, 효능제 또는 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 리간드이다. 다른 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 CA IX에 결합하는 소분자이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 연장된 소수성 모이어티를 갖는 소분자이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 화합물은 불소화된 방향족 모이어티를 갖는 소분자이다.
본원에서 사용되는, "연장된 소수성 잔기"는 일부 구체예에 포함될 것이고, W는 소수성 아미노산 또는 모이어티, 예컨대 중성 비극성 (소수성) 아미노산, 예컨대 알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 및 메티오닌 또는 방향족 기, 시클로헥실 기, 티로신, 및 그의 유도체; 염기성 (포지티브 대전된) 아미노산 예컨대 아르기닌, 히스티딘, 및 리신 및 그의 유도체; 중성 극성 아미노산, 예컨대 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 및 글루타민 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택되고; 일부 구체예에서, W는 방향족 아미노산 및 그의 유도체이다. 일부 구체예에서, W는 포지티브 전하를 갖는다. 다른 구체예에서, W는 네가티브 전하를 갖는다.
본원에서 사용되는, "소수성 스페이서"는 일부 구체예에 포함될 것이고, X는 소수성 스페이서이다. 일부 구체예에서, X는 6 아미노헥타노산 (SAHA), 8 아미노옥토노산 (EAOA), 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리에틸렌 아민 (PEA) 유닛, 6개 원자의 사슬, 길이가 6개 원자인 스페이서, 길이가 6 내지 20개의 원자인 사슬; 아릴 또는 아릴 알킬 기를 포함하는 펩티드로서, 각각은 선택적으로 치환되고, 하나의 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 6 내지 약 10, 또는 약 6 내지 약 14개의 원자이고, 및 다른 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 10 내지 약 14, 또는 약 10 내지 약 15개의 원자인 것인 펩티드로 구성된 군으로부터 선택된다. 또다른 구체예에서, 상기 스페이서는 약 1 내지 약 20개의 원자를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 스페이서는 길이가 6개의 원자이다. 일부 구체예에서, 상기 스페이서는 EAOA를 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 스페이서는 가변적으로 대전된다. 일부 구체예에서, X는 포지티브 대전된 아미노산 (예컨대 Arg, Lys, Orn) 또는 4차 아민 함유 아미노산을 손상시키는 펩티드이다. 다른 구체예에서, X는 네가티브 전하를 갖는다.
일부 구체예에서, Y는 하기로 구성된 군으로부터 선택된다: 산성 (네가티브 대전된) 아미노산, 예컨대 아스파르트산 및 글루탐산 및 그의 유도체; 염기성 (포지티브 대전된) 아미노산 예컨대 아르기닌, 히스티딘, 및 리신 및 그의 유도체; 중성 극성 아미노산, 예컨대 글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 및 글루타민 및 그의 유도체; 중성 비극성 (소수성) 아미노산, 예컨대 알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 및 메티오닌; 및 그의 유도체. 일부 구체예에서, Y는 방향족 아미노산 및 그의 유도체이다. 일부 구체예에서, Y는 포지티브 전하를 갖는다. 다른 구체예에서, Y는 네가티브 전하를 갖는다.
일부 구체예에서, Z는 이에 한정되는 것은 아니지만, LS288, IR800, SP054, S0121, KODAK, S2076, S0456을 포함하는 근적외선 염료 및/또는 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 염료로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pct00003
.
특정 구체예에서, 상기 Z는 가변적으로 대전된다. 일부 구체예에서, Z는 포지티브 전하를 갖는다. 다른 구체예에서, Z는 네가티브 전하를 갖는다.
특정 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 화학식을 갖는다:
B-W-X-Y-Z
상기 B는 CA IX-표적화된 화합물이고; W는 연장된 소수성 잔기이고, X는 소수성 스페이서이고; Y는 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서이고; 및 Z는 NIR 염료이다. 일부 구체예에서, 상기 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서는 시스테인이다. 일부 구체예에서, 상기 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서는 메티오닌이다. 일부 구체예에서, 상기 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서는 티오페놀 모이어티를 갖는 분자이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 하기 형태를 갖는다:
B-W-X-Y-Z
상기 B는 CA IX-표적화된 화합물이고; W는 연장되고 W는 연장된 소수성 잔기이고, X는 소수성 스페이서이고; Y는 칼코겐-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서이고; 및 Z는 NIR 염료이다.
일부 구체예에서 본 발명은 하기 형태의 화합물을 제공한다:
B-W-X-Y-Z
상기에서, B는 CA IX-표적화된 화합물이고; W는 연장된 소수성 잔기이고, X는 소수성 스페이서이고; Y는 티로신, 시스테인, 리신, 또는 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 아미노산이고; 및 Z은 NIR 염료이다. 일부 구체예에서, Y는 티로신 또는 티로신 유도체를 포함한다. 일부 구체예에서, Y는 티로신을 포함하고 및 탄소 동위원소는 상기 티로신의 방향족 고리에 있다. 일부 구체예에서, Y는 수소 동위원소를 갖는 방향족 고리를 갖는 아미노산을 포함한다.
본 발명은 또한 하기 구조식을 갖는 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 그의 동위원소에 관한 것이다:
Figure pct00004
상기에서:
R1은 수소 또는 SO3H를 나타내고;
R2는 수소, CH3, C3H6SO3 -, C3H6SO3H 또는 C4H8SO3 -, 또는 C4H8SO3H 또는 C3H6N+(CH3)3을 나타내고;
R3은 탄소, 선택적으로 하나 이상의 공유 결합을 나타내고,
R4는 선택적으로 하나 이상의 공유 결합을 갖는 탄소를 나타내고;
R5는 질소, 산소, 또는 황 또는 원자 부재 (방향족 고리와 비닐 고리 사이의 직접적인 C-C 결합)를 나타내고;
R6은 선택적이고 및 존재하는 경우 밝기 및 비닐 에테르 연결의 안정성을 증가시키는 것과 같은 스펙트럼 특성을 향상시키는 방향족 치환 기를 나타내고;
R7은 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Trp, His 또는 그의 유도체와 같은 방향족 아미노산, Arg, Lys, 또는 그의 유도체와 같은 양이온성 아미노산, Asp, Glu 또는 그의 유도체와 같은 음이온성 아미노산, 방향족/양이온성/ 음이온성 산 또는 그의 유도체의 비천연 아미노산을 갖는 링커를 나타내고;
R8은 선택적이고 및 존재하는 경우 선형 탄소 사슬, 또는 폴리에틸렌 글리콜 링커, 양이온성 링커, 또는 그의 유도체를 나타내고;
R9는 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, Arg, Lys, Asp, Glu, 또는 그의 유도체와 같은 소수성 모이어티를 나타내고;
R10은 소수성 링커를 나타내고; 및
R11은 선택적이고 및 존재하는 경우 F, NO2, 또는 그의 것과 같은 분자의 결합 친화도, 안정성, 소수성을 향상시키는 방향족 치환 기를 나타내고,
R12는 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, 또는 그의 유도체와 같은 소수성 모이어티 또는 시클로헥실, 시클로옥틸, 또는 그의 유도체와 같은 시클릭 모이어티를 나타낸다.
일부 구체예에서 본 발명은 하기 구조식을 갖는 화합물을 포함한다:
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 약 500 nm 내지 약 900 nm 사이의 흡수 및 방출 최대치를 갖는다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 약 600 nm 내지 800 nm의 흡수 및 방출 최대치를 갖는다.
일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 조직 세포에서 그의 분포 후에 형광을 발하도록 제조된다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물을 근적외선 파장의 여기 광으로 처리하여 상기 화합물이 형광을 발하도록 제조된다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 리간드의 결합 친화도와 유사한 CA IX에 대한 결합 친화도를 갖는다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 종양 세포에의 표적화에 대해 고도로 선별적이다. 특히 바람직한 구체예에서, 본 발명의 화합물은 저산소증 병태 또는 저산소 조직하의 암 세포를 표적으로 한다.
특정 구체예에서 본 발명의 화합물은 이를 필요로 하는 피험체에게 투여되고 및 일부 구체예에서 상기 투여된 조성물은 상기 화합물 외에, 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예는 CA IX-발현 생물학적 조직을 광학적 영상화하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
(a) 상기 생물학적 조직을 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을 포함하는 조성물과 접촉시키는 단계;
(b) 상기 조성물 중의 상기 화합물을 상기 생물학적 표적 내부에 분포시키기 위한 시간을 허용하는 단계;
(c) 상기 화합물에 의해 흡수될 수 있는 파장의 여기 광으로 상기 조직에 조사하는 단계; 및
(d) 상기 화합물에 의해 방출된 광학적 신호를 검출하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 높은 CA IX 발현과 연관된 질환의 검출에 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 단계 (d)에서 방출된 신호로부터 영상을 구축하는 단계를 더 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 단계 (a)가 구별될 수 있는 신호 특성을 가진 둘 이상의 형광 화합물들을 상기 조직과 접촉시키는 것을 포함하고, 및 선택적으로 상기 조직은 피험체 내에 있는 것인 상기 언급된 방법을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 조사 및/또는 검출 방법 단계를 위해 내시경, 카테터, 단층촬영 시스템, 핸드-헬드 광학적 영상화 시스템, 수술용 고글, 또는 수술 중 현미경의 사용을 제공한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 조성물 및 방법은 암을 치료하는 데 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 암은 폐암, 방광암, 췌장암, 간암, 신장암, 육종, 유방암, 뇌암, 신경내분비 암종, 결장암, 전립선암, 고환암 또는 흑색종으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 CA IX-발현 세포의 영상화를 위해 사용된다. 특정 구체예에서, 상기 세포는 방광암 세포, 췌장암 세포, 간암 세포, 폐암 세포, 신장암 세포, 육종 세포, 유방암 세포, 뇌암 세포, 신경내분비 암종 세포, 결장암 세포, 전립선암 세포, 고환암 세포 또는 흑색종 세포로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명은 또한 생물학적 시료에서 세포 타입을 표적으로 하는 방법을 제공하고, 상기 방법은: (a) 상기 생물학적 시료를 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물과, 상기 표적 세포 타입의 적어도 하나의 세포에 상기 화합물의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에 접촉시키는 단계; 및 (b) 선택적으로 상기 생물학적 시료에서 상기 화합물의 존재 또는 부재를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 검출 단계 (b)에서 상기 화합물의 존재는 상기 표적 세포 타입이 상기 생물학적 시료에 존재하는 것을 나타낸다. 일부 구체예에서, 본 발명은 CA IX-발현 세포를 광학적으로 검출하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 본 발명의 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 투여하고 및 상기 화합물을 여기 광원으로 처리하고 및 상기 화합물로부터 형광을 검출하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광원은 근적외선 파장 광이다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광 파장은 약 600 내지 1000 나노미터의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광 파장은 약 670 내지 850 나노미터의 범위 내에 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 피험체에서 영상 안내된 수술을 수행하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
a) CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 소정의 수술 부위에서 축적시키는데 충분한 조건하에 및 시간 동안 상기 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 포함하는 조성물을 투여하는 단계;
b) 상기 화합물에 적외선 광을 사용하여 조사하여 상기 화합물을 가시화하는 단계; 및
c) 적외선 광에 의한 여기 시에 형광을 발하는 부위의 수술 절제를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법의 일부 구체예에서, 상기 적외선 광 파장은 약 600 내지 1000 나노미터의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 방법은 약 670 내지 850 나노미터의 범위 내에 있는 적외선 광 파장을 이용한다.
본 발명의 일부 구체예는 피험체에서 질환을 진단하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
a) 진단을 필요로하는 피험체에게 소정량의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을, 적어도 하나의 CA IX-발현 세포에 상기 화합물의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 투여하는 단계;
b) 상기 생물학적 시료에 존재하는 상기 화합물로부터의 신호를 측정하는 단계;
c) 상기 단계 b)에서 측정된 신호를 적어도 하나의 대조군 데이터 세트와 비교하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 대조군 데이터 세트는 상기 표적 세포 타입을 포함하지 않는 생물학적 시료와 접촉된 청구항 1의 화합물로부터의 신호를 포함하는 것인 단계; 및
d) 질환의 진단을 제공하는 단계로서, 상기 단계 c)에서의 비교는 질환의 존재를 나타내는 것인 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예는 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 포함하는 키트를 제공한다. 일부 구체예에서, 상기 키트는 CA IX-발현 세포의 영상화를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 종양 세포이다. 특정 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 암 세포이다. 특정 구체예에서, 상기 CA IX-발현 부위는 종양 미세환경이다. 일부 구체예에서, 본 발명은 전이성 질환의 검출을 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 개선된 수술 절제 및/또는 개선된 예후를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 방법은 비-NIR 콘쥬게이트된 형광 염료보다 더 선명한 수술 절제면을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 개선된 종양-대-배경 비를 갖는다.
다른 구체예에서, 상기 검출되는 세포는 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 일부 구체예에서, 상기 검출되는 조직은 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 다른 구체예에서, 상기 검출되는 종양은 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 일부 구체예에서, 상기 검출되는 세포는 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 또는 10mm 초과의 깊이로 피험체의 피부 아래에 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 염료 프로브는 가시광선 스펙트럼의 바깥쪽에서 검출될 수 있다. 일부 구체예에서, 가시광선 스펙트럼보다 더 큰 염료 프로브가 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 650 nm 내지 900 nm의 파장에 민감한 염료 프로브를 포함한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 약 650 nm 내지 1000 nm, 예를 들면, 일 구체예에서 대략 800 nm의 근적외선 영역에서 최대 광 흡수 파장을 갖는다.
제공된 방법의 또 다른 구체예에서, 상기 CA IX-발현 암 세포는 종양의 세포이다. 제공된 방법의 더 추가 구체예에서, 상기 CA IX-발현 암은 종양이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 1000mm3이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 1000mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 950mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 900mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 850mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 800mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 750mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 700mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 650mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 600mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 550mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 500mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 450mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 400mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 350mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 300mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 250mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 200mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 150mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 100mm3 미만이다. 일 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 75mm3이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 75mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 70mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 65mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 60mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 55mm3 미만이다. 일 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 50mm3이다. 다른 구체예에서, 상기 종양은 50mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 45mm3 미만이다. 다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 40mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 35mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 30mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 25mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 20mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 15mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 10mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 12mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 9mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 8mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 7mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 6mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 5mm3 미만이다.
일 구체예에서, 상기 종양은 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을 사용하는 수술 후전 전에 적어도 5mm의 길이를 갖는다. 일 구체예에서, 상기 방법은 5mm 미만의 종양을 검출한다. 다른 구체예에서 본원의 방법은 4mm 미만의 종양을 검출한다. 일부 구체예에서, 본원의 방법은 3mm 미만의 종양을 검출한다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 6mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 7mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 8mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 9mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 10mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 11mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 12mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 13mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 14mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 15mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 16mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 17mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 18mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 19mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 20mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 21mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 22mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 23mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 24mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 25mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 30mm의 길이를 갖는다.
일부 구체예에서 본 개시내용은 근적외선 (NIR) 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물 및 그의 치료 및 진단에 사용하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 CA IX를 발현하는 세포와 관련된 질환, 예컨대 신장, 자궁내막, 요로, 직장결장, 난소, 유방, 췌장, 및 식도의 질환, 및 다수의 고형 종양의 저산소 영역, 및 관련된 질환을 진단 및 치료하는 화합물 및 방법을 제공한다. 본 개시내용은 또한 상기 화합물을 제조 및 사용하는 방법 및 조성물, 상기 화합물을 포함하는 방법, 및 상기 화합물을 포함하는 키트를 개시한다. 링커 (X-Y)를 통해 NIR 염료에 콘쥬게이트된 CA IX에 대한 결합 친화도 및 특이성을 향상시키기 위해 연장된 소수성 잔기 (W)를 갖는 리간드와 같은 CA IX-표적화된 화합물은 신장, 자궁내막, 요로, 직장결장, 난소, 유방, 췌장, 및 식도, 및 다수의 고형 종양의 저산소 영역, 및 CA IX를 발현 또는 과발현하는 병원성 세포 집단을 수반하는 관련 질환의 영상화, 진단, 및/또는 치료에 유용할 수 있다는 것을 발견하였다. CA IX는 세포 표면 수용체, 예컨대, 비타민 수용체에 의해 관찰된 엔도사이토시스와 유사한 과정에서 내재화되는 세포 표면 단백질이다. 따라서, 소정의 길이, 및/또는 소정의 직경, 및/또는 그의 길이를 따라 미리 선택된 관능기를 가진 링커를 포함하는 특정 콘쥬게이트는 이러한 질환을 치료, 영상화, 및/또는 진단하는데 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
일 예시되는 구체예에서, 상기 링커 [리간드와 NIR 염료 (W-X-Y) 사이에 X 또는 스페이서]는 방출가능한 또는 방출불가능한 링커일 수 있다. 일 양상에서, 상기 링커 L은 길이가 적어도 약 6개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 8개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 10개의 원자이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 약 6 내지 약 14, 약 6 내지 약 20, 또는 약 6 내지 약 18개의 원자이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 약 10 내지 약 20, 약 14 내지 약 12, 또는 약 10 내지 약 16개의 원자이다.
대안의 일 양상에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 10 옹스트롬 (Å)이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 14Å이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 적어도 약 16Å이다. 다른 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]는 길이가 약 10Å 내지 약 20Å의 범위에 있다.
대안의 일 양상에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]의 길이의 적어도 일부는 결합 리간드 B에 연결된 단부에서 직경이 약 4Å 이하이다. 일 변경에서, 상기 링커 [X 또는 W-X-Y]의 길이의 적어도 일부는 결합 리간드 B에 연결된 단부에서 직경이 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하이다. 약 5Å 이하, 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하의 직경 요건을 포함하는 예시되는 구체예는 소정의 길이의 링커에 대한 그 요건을 포함함으로써, 상기 링커의 원추형 캐비티-유사 부분을 규정할 수 있다는 것이 인식된다. 예시적으로, 또다른 변경에서, 상기 링커는 길이가 적어도 약 6Å이고 직경이 약 5Å 이하, 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하인 결합 리간드에 연결된 단부에서 원추형 캐비티 부분을 포함한다.
또다른 구체예에서, 상기 링커 [W-X-Y]는 소수성 곁사슬을 갖는 아미노산, 예컨대 Val, Leu, Phe, Tyr, His, Trp, Met 등 잔기를 포함하는, CA IX의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 소수성 링커를 포함한다. 또다른 구체예에서, 상기 링커 [W-X-Y]는 친수성 곁사슬을 갖는 아미노산, 예컨대 Ser, Thr, Cys, Arg, Orn, Lys, Asp, Glu, Gln 등 잔기를 포함하는, CA Ix 단백질의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 친수성 링커를 포함한다. 상기 구체예 및 양상은 링커 X에 단독으로 또는 서로 조합 [W-X-Y 또는 X-Y, 또는 W-Y]되어 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 길이가 적어도 약 6개의 원자이고 및 직경이 약 5Å, 약 4Å 이하 또는 약 3Å 이하인 링커 X가 본원에서 고려되고 개시되어 있고, 또한 친수성 포켓 중에 Asn, His, Ser, Glu, Thr, Gln 또는 소수성 포켓 중에 Leu, Val, Val, Leu, Pro 등의 잔기를 포함하는, CA IX의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 친수성 링커를 포함하는 링커 X가 본원에서 고려되고 개시되어 있다.
또다른 구체예에서, 상기 링커의 한 단부는 분지되어 있지 않고 및 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 사슬을 포함한다. 일 구체예에서, 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 선형 사슬은 길이가 적어도 5개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 선형 사슬은 길이가 적어도 7개의 원자, 또는 적어도 10개의 원자이다. 또다른 구체예에서, 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 사슬은 치환되지 않는다. 일 변경에서, 탄소, 산소, 질소, 및 황 원자의 사슬의 일부는 2가 단편과 사이클화된다. 예를 들면, 디펩티드 Phe-Tyr, 또는 아미노산 Tyr을 포함하는 링커 (Y)는 2개의 질소를 에틸렌 단편으로 사이클화함으로써 피페라진-1,4-디일 구조, 또는 이의 치환된 변형체를 포함할 수 있다.
또다른 구체예에서, 약학적 조성물이 본원에 개시되어 있고, 상기 약학적 조성물은 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하기에 유효한 양으로 본원에 개시된 콘쥬게이트를 포함한다. 예시적으로, 상기 약학적 조성물은 또한 하나 이상의 담체, 희석제 및/또는 부형제를 포함한다.
또다른 구체예에서, 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하는 방법이 본원에 개시되어 있다. 상기 방법은 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하기에 유효한 양으로 본원에 개시된 콘쥬게이트, 및/또는 본원에 개시된 콘쥬게이트를 함유하는 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서 본 개시내용은 하기 구조식들 중 어느 하나를 포함하는 CA 1X-표적화된 분자 (B)의 각각 또는 조합을 포함한다:
Figure pct00015
일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 약 500 nm 내지 약 900 nm 사이의 흡수 및 방출 최대치를 갖는다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 약 600 nm 내지 800 nm 사이의 흡수 및 방출 최대치를 갖는다.
일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 조직 세포에서 그의 분포 후에 형광을 발하도록 제조된다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 상기 화합물을 근적외선 파장의 여기 광으로 처리하여 형광을 발하도록 제조된다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 AZM의 결합 친화도와 유사한 CA IX에 대한 결합 친화도를 갖는다. 일부 구체예에서 본 발명의 화합물은 종양 세포에의 표적화에 대해 고도로 선별적이다.
특정 구체예에서 본 발명의 화합물은 이를 필요로 하는 피험체에게 투여되고 및 일부 구체예에서 상기 투여된 조성물은 상기 화합물 외에, 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예는 CA IX-발현 생물학적 조직을 광학적 영상화하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
(a) 상기 생물학적 조직을 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을 포함하는 조성물과 접촉시키는 단계;
(b) 상기 조성물 중의 상기 화합물을 상기 생물학적 표적 내부에 분포시키기 위한 시간을 허용하는 단계;
(c) 상기 화합물에 의해 흡수될 수 있는 파장의 여기 광으로 상기 조직에 조사하는 단계; 및
(d) 상기 화합물에 의해 방출된 광학적 신호를 검출하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 상기 방법은 높은 CA IX 발현과 연관된 질환의 검출에 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 단계 (d)에서 방출된 신호로부터 영상을 구축하는 단계를 더 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 단계 (a)가 구별될 수 있는 신호 특성을 가진 둘 이상의 형광 화합물들을 상기 조직과 접촉시키는 것을 포함하고, 및 선택적으로 상기 조직은 피험체내에 있는 것인 상기 언급된 방법을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 조사 및/또는 검출 방법 단계를 위해 내시경, 카테터, 단층촬영 시스템, 핸드-헬드 광학적 영상화 시스템, 수술용 고글, 또는 수술 중 현미경의 사용을 제공한다.
일부 구체예에서, 본 발명의 조성물 및 방법은 암을 치료하는데 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 암은 전립선암, 방광암, 췌장암, 간암, 폐암, 신장암, 육종, 유방암, 뇌암, 신경내분비 암종, 결장암, 고환암 또는 흑색종으로 구성된 군으로부터 선택된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 CA IX-발현 세포의 영상화를 위해 사용된다. 특정 구체예에서, 상기 세포는 전립선 세포, 전립선암 세포, 방광암 세포, 췌장암 세포, 간암 세포, 폐암 세포, 신장암 세포, 육종 세포, 유방암 세포, 뇌암 세포, 신경내분비 암종 세포, 결장암 세포, 고환암 세포 또는 흑색종 세포로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명은 또한 생물학적 시료에서 세포 타입을 표적으로 하는 방법을 제공하고, 상기 방법은: a) 상기 생물학적 시료를 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물과, 상기 표적 세포 타입의 적어도 하나의 세포에 상기 화합물의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 접촉시키는 단계; 및 b) 선택적으로 상기 생물학적 시료에서 상기 화합물의 존재 또는 부재를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 검출 단계 c)에서 상기 화합물의 존재는 상기 표적 세포 타입이 상기 생물학적 시료에 존재하는 것을 나타낸다. 일부 구체예에서, 본 발명은 CA IX-발현 세포를 광학적으로 검출하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 본 발명의 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 투여하고 및 상기 화합물을 여기 광원으로 처리하고 및 상기 화합물로부터 형광을 검출하는 것을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광원은 근적외선 파장 광이다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광 파장은 약 600 내지 1000 나노미터의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 상기 여기 광 파장은 약 670 내지 850 나노미터의 범위 내에 있다.
특정 구체예에서, 본 발명은 피험체에서 영상 안내된 수술을 수행하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
a) CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 소정의 수술 부위에 축적시키는데 충분한 조건하에 및 시간 동안 상기 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 포함하는 조성물을 투여하는 단계;
b) 상기 화합물에 적외선 광을 사용하여 조사하여 상기 화합물을 가시화하는 단계; 및
c) 상기 적외선 광에 의한 여기 시 형광을 발하는 부위의 수술 절제를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법의 일부 구체예에서, 상기 적외선 광 파장은 약 600 내지 약 1000 나노미터의 범위 내에 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 방법은 약 670 내지 약 850 나노미터의 범위 내에 있는 적외선 광 파장을 이용한다.
본 발명의 일부 구체예는 피험체에서 질환을 진단하는 방법을 제공하고, 상기 방법은:
a) 진단을 필요로하는 피험체에게 소정량의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을, 적어도 하나의 CA IX-발현 세포 또는 조직에 상기 화합물의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 투여하는 단계;
b) 상기 생물학적 시료에 존재하는 상기 화합물로부터의 신호를 측정하는 단계;
c) 상기 단계 b)에서 측정된 신호를 적어도 하나의 대조군 데이터 세트와 비교하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 대조군 데이터 세트는 상기 표적 세포 타입을 포함하지 않는 생물학적 시료와 접촉된 청구항 1의 화합물로부터의 신호를 포함하는 것인 단계; 및
d) 질환의 진단을 제공하는 단계로서, 상기 단계 c)에서의 비교는 질환의 존재를 나타내는 것인 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 구체예는 CA IX-표적화 NIR 염료 화합물을 포함하는 키트를 제공한다. 일부 구체예에서, 상기 키트는 CA IX-발현 세포 또는 조직의 영상화를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 종양 세포이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 비-전립선 암 세포이다. 특정 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 전립선 종양 세포이다. 특정 구체예에서, 상기 CA IX-발현 세포는 암 세포이다. 일부 구체예에서, 본 발명은 전이성 질환의 검출을 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 개선된 수술 절제 및/또는 개선된 예후를 위해 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 방법은 비-NIR 콘쥬게이트된 형광 염료보다 더 선명한 수술 절제면을 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 개선된 종양-대-배경 비를 갖는다.
다른 구체예에서, 본 발명의 화합물은 방광암 세포, 췌장암 세포, 간암 세포, 폐암 세포, 신장암 세포, 육종 세포, 유방암 세포, 뇌암 세포, 신경내분비 암종 세포, 결장암 세포, 고환암 세포 또는 흑색종 세포로 구성된 군으로부터 선택된 비-전립선 암세포를 영상화, 진단, 또는 검출하는데 사용된다. 다른 구체예에서, 검출되는 세포는 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 일부 구체예에서, 검출되는 조직은 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 다른 구체예에서, 검출되는 종양은 5 mm 초과의 깊이로 피부 아래에 있다. 일부 구체예에서, 검출되는 세포는 6mm, 7mm, 8mm, 9mm, 또는 10mm 초과의 깊이로 피험체의 피부 아래에 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 염료 프로브는 가시광선 스펙트럼의 바깥쪽에서 검출될 수 있다. 일부 구체예에서, 가시광선 스펙트럼보다 더 큰 염료 프로브가 사용된다. 일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 650 nm 내지 900 nm의 파장에 민감한 염료 프로브를 포함한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물은 약 650 nm 내지 1000 nm, 예를 들면, 일 구체예에서 대략 800 nm의 근적외선 영역에서 최대 광 흡수 파장을 갖는다.
제공된 방법의 또 다른 구체예에서, 상기 비-전립선 암은 방광암, 췌장암, 간암, 폐암, 신장암, 육종, 유방암, 뇌암, 신경내분비 암종, 결장암, 고환암 또는 흑색종이다.
제공된 방법의 또 다른 구체예에서, 상기 CA IX-발현 암 세포는 종양의 세포이다. 제공된 방법의 더 추가 구체예에서, 상기 CA IX-발현 암은 종양이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 1000mm3이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 1000mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 950mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 900mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 850mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 800mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 750mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 700mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 650mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 600mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 550mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 500mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 450mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 400mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 350mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 300mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 250mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 200mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 150mm3 미만이다. 일부 구체예에서, 상기 종양의 부피는 100mm3 미만이다. 일 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 75mm3이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 75mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 70mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 65mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 60mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 55mm3 미만이다. 일 구체예에서, 상기 종양의 부피는 적어도 50mm3이다. 다른 구체예에서, 상기 종양은 50mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 45mm3 미만이다. 다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 40mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 35mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 30mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 25mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 20mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 15mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 10mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 12mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 9mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 8mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 7mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 6mm3 미만이다. 또다른 구체예에서, 상기 종양의 부피는 5mm3 미만이다.
일 구체예에서, 상기 종양은 본 발명의 CA IX-표적화된 NIR 염료 화합물을 사용하는 수술 폐기 (surgical recision) 전에 적어도 5mm의 길이를 갖는다. 일 구체예에서, 상기 방법은 5mm 미만의 종양을 검출한다. 다른 구체예에서 본원의 방법은 4mm 미만의 종양을 검출한다. 일부 구체예에서, 본원의 방법은 3mm 미만의 종양을 검출한다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 6mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 7mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 8mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 9mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 10mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 11mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 12mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 13mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 14mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 15mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 16mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 17mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 18mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 19mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 20mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 21mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 22mm의 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 상기 종양은 적어도 23mm의 길이를 갖는다. 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 24mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 25mm의 길이를 갖는다. 더 부가의 구체예에서, 상기 종양은 적어도 30mm의 길이를 갖는다.
일부 구체예에서 본 개시내용은 근적외선 (NIR) 염료에 콘쥬게이트된 카르본산 안히드라제 (CA)-표적화된 화합물 및 그의 치료 및 진단에 사용하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 카르본산 안히드라제 항원 (CA)을 발현하는 세포와 관련된 질환, 예컨대 암 및 관련 질환을 진단 및 치료하는 화합물 및 방법을 제공한다. 본 개시내용은 또한 상기 화합물을 제조 및 사용하는 방법 및 조성물, 상기 화합물을 포함하는 방법, 및 상기 화합물을 포함하는 키트를 개시한다. CA IX-표적화된 화합물, 예컨대 AZM 또는 링커 (L = W-X-Y 또는 X)를 통해 NIR 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화 리간드는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 병원성 세포 집단을 수반하는 암, 및 관련 질환의 영상화, 진단, 및/또는 치료에 유용할 수 있다는 것을 발견하였다. CA는 세포 표면 수용체, 예컨대 비타민 수용체에 의해 관찰된 엔도사이토시스와 유사한 과정에서 내재화되는 세포 표면 단백질이다. CA는 또한 대부분의 고형 종양의 신생맥관구조에서도 발현된다. 따라서, 소정의 길이, 및/또는 소정의 직경, 및/또는 그의 길이를 따라 미리 선택된 관능기를 가진 링커를 포함하는 특정 콘쥬게이트들이 이러한 질환을 치료, 영상화, 및/또는 진단하는데 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.
일 예시되는 구체예에서, 상기 링커 L은 방출가능한 또는 방출불가능한 링커일 수 있다. 일 양상에서, 상기 링커 L은 길이가 적어도 약 6개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 링커 L은 길이가 적어도 약 10개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 링커 L은 길이가 적어도 약 14개의 원자이다. 또다른 변경에서, 상기 링커 L은 길이가 약 6개 내지 약 22개, 약 6개 내지 약 24개, 또는 약 6개 내지 약 20개의 원자이다. 또다른 변경에서, 상기 링커 L은 길이가 약 14개 내지 약 31개, 약 14개 내지 약 24개, 또는 약 14개 내지 약 20개의 원자이다.
대안의 일 양상에서, 상기 링커 L (W-X-Y 또는 X)은 길이가 적어도 약 10 옹스트롬 (Å)이다.
일 변경에서, 상기 링커 L (W-X-Y)은 길이가 적어도 약 15Å이다. 또다른 변경에서, 상기 링커 L은 길이가 적어도 약 20Å이다. 또다른 변경에서, 상기 링커 L은 길이가 약 10Å 내지 약 30Å의 범위 내에 있다.
대안의 일 양상에서, 상기 링커 L의 길이의 적어도 일부는 결합 리간드 B에 연결된 단부에서 직경이 약 5Å 이하이다. 일 변경에서, 상기 링커 L의 길이의 적어도 일부는 결합 리간드 B에 연결된 단부에서 직경이 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하이다. 약 5Å 이하, 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하의 직경 요건을 포함하는 예시되는 구체예는 소정의 길이의 링커에 대한 그 요건을 포함함으로써, 링커의 원통형 부분을 규정할 수 있다는 것이 인식된다. 예시적으로, 또다른 변경에서, 상기 링커는 길이가 적어도 약 7Å이고 직경이 약 5Å 이하, 약 4Å 이하, 또는 약 3Å 이하인 결합 리간드에 연결된 단부에서 원통형 부분을 포함한다.
또다른 구체예에서, 상기 링커 L (W-X-Y 또는 X)은 친수성 곁사슬을 가진 아미노산, 예컨대 Ser, Thr, Cys, Arg, Orn, Lys, Asp, Glu, Gin 등 잔기를 포함하는, CA의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 친수성 링커를 포함한다. 또다른 구체예에서, 상기 링커 L은 소수성 곁사슬을 가진 아미노산, 예컨대 Val, Leu, Phe, Tyr, Met 등 잔기를 포함하는, CA의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 소수성 링커를 포함한다. 상기 구체예 및 양상은 링커 L에 단독으로 또는 서로 조합되어 포함될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 길이가 적어도 약 6개의 원자이고 및 직경이 약 4Å, 또는 약 3Å 이하인 링커 L이 본원에서 고려되고 기재되었고, 또한 Val, Leu, Phe, Tyr, Met 등 잔기를 포함하는, CA의 하나 이상의 잔기와 상호작용할 수 있는 하나 이상의 친수성 링커를 포함하는 링커 L이 본원에서 고려되고 기재된다.
또 다른 구체예에서, 상기 링커의 한 단부는 분지되어 있지 않고 및 탄소, 산소, 질소 및 황 원자의 사슬을 포함한다. 일 구체예에서, 탄소, 산소, 질소 및 황 원자의 선형 사슬은 길이가 적어도 5개의 원자이다. 일 변경에서, 상기 선형 사슬은 길이가 적어도 7개의 원자, 또는 적어도 10개의 원자이다. 또다른 구체예에서, 탄소, 산소, 질소 및 황 원자의 사슬은 치환되지 않는다. 일 변경에서, 탄소, 산소, 질소 및 황 원자의 사슬의 일부는 2가 단편과 사이클화된다. 예를 들면, 디펩티드 Phe-Tyr을 포함하는 링커 (L)는 2개의 질소를 에틸렌 단편으로 사이클화함으로써 피페라진-1,4-디일 구조, 또는 이의 치환된 변형체를 포함할 수 있다.
또 다른 구체예에서, 약학적 조성물이 본원에 개시되어 있고, 상기 약학적 조성물은 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하기에 효과적인 양으로 본원에 기재된 콘쥬게이트를 포함한다. 예시적으로, 상기 약학적 조성물은 또한 하나 이상의 담체, 희석제, 및/또는 부형제를 포함한다.
또 다른 구체예에서, 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하는 방법이 본원에 개시된다. 이러한 방법은 질환 및 질환 상태를 치료하고, 질환 또는 질환 상태를 진단하고, 및/또는 CA IX를 발현 또는 과발현하는 세포의 병원성 집단과 연관된 조직 및/또는 세포를 영상화하기에 효과적인 양으로 본원에 개시된 콘쥬게이트, 및/또는 본원에 개시된 콘쥬게이트를 함유하는 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함한다.
일부 구체예에서, 이러한 CA IX-표적화된 NIR 염료 콘쥬게이트는 조직 내에 CA IX 발현 종양 세포에 결합한다는 것이 본원에서 개시되었다. 더욱이, 형광 세기는 폴레이트 수용체 포지티브 종양의 경우 폴레이트로 표적화되는 다른 근적외선 염료에 의해 이미 관찰된 세기보다 더 크다. 상기 증가된 세기는 모니터되는 조직으로부터의 생물학적 시료의 보다 작은 영역 (예를 들면, 보다 작은 종양)의 표적화 및 선명한 확인을 가능하게 한다. 추가로, 본 발명의 화합물의 증가된 세기는 보다 적은 용량/양의 염료가 투여될 수 있고 여전히 유의미한 결과를 생성한다는 추가된 장점을 제공한다. 따라서, 본 발명의 화합물은 더 경제적인 영상화 기법으로 이어진다. 더욱이, 통상적인 영상화 화합물에 비해 더 적은 용량의 본 발명의 화합물이 신체에 외래 물질의 투여에 수반되는 독성 및 다른 부작용을 최소화한다는 추가된 장점이 있다.
나아가, 작은 종양의 확인은 네가티브 절제면을 생성하기 위한 원발성 종양의 보다 정확하고 보다 효과적인 절제로 이어질 뿐만 아니라, 전이 암 세포를 보유하는 림프절의 정확한 확인 및 제거, 및 위성 질환의 확인으로도 이어질 것이다. 이들 장점들 각각은 치료되는 환자에 대한 보다 우수한 임상 결과와 포지티브의 상관관계를 갖는다.
특정 구체예에서, 티로신 및 티로신 유도체 이외에, 근적외선 염료와 시스테인 또는 시스테인 유도체의 CA IX-표적화된 콘쥬게이트도 유용할 수 있다고 생각된다. 나아가, CA IX-표적화된 모이어티와 염료의 직접적인 연결 또는 아민 링커를 통한 염료와 AZM 또는 CA IX-표적화된 리간드의 연결도 상기 콘쥬게이트로부터의 형광 세기의 손실을 발생하는 반면, 사이에 연결 모이어티로서 티로신 또는 티로신 유도체의 존재는 본 발명의 티로신-기반 화합물이 SO456을 콘쥬게이트시키기 위해 여분의 아민 링커를 요구하지 않는다는 사실의 결과로서, 및 추가로 티로신의 페놀 모이어티를 통한 콘쥬게이트가 향상된 형광으로 이어지기 때문에 콘쥬게이트된 화합물의 형광을 향상시킨다고 생각된다.
상기 화합물은 형광-매개된 분자 단층촬영 영상화 시스템, 예컨대, 심부 조직에서 근적외선 형광 활성화를 검출하도록 설계된 형광-매개된 분자 단층촬영 영상화 시스템에서 사용될 수 있다. 상기 화합물은 분자 및 조직 특이성을 제공하고, 높은 형광 대비 및 보다 밝은 형광 신호를 산출하고, 배경 자가형광을 감소시킴으로써, 인 비보에서 질병 조직 (예를 들면, 암)의 개선된 초기 검출 및 분자 표적 평가를 가능하게 한다. 상기 화합물은 심부 조직 3차원 영상화, 표적화된 수술, 및 생물학적 시료에서 표적 세포 타입의 양을 정량하는 방법에 사용될 수 있다.
특정 구체예에서, 상기 링커는 10개 미만의 원자이다. 다른 구체예에서, 상기 링커는 20개 미만의 원자이다. 일부 구체예에서, 상기 링커는 30개 미만의 원자이다. 일부 구체예에서, 상기 링커는 CA IX-표적화 화합물과 NIR 염료를 분리하는 원자의 수에 의해 정의된다. 또다른 구체예에서, 링커는 적어도 6개 원자의 사슬 길이를 갖는다. 일부 구체예에서, 링커는 적어도 14개 원자의 사슬 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 링커는 7개 원자 내지 20개 원자의 사슬 길이를 갖는다. 또다른 구체예에서, 링커는 14개 원자 내지 24개 원자 범위의 사슬 길이를 갖는다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 CA IX-표적화 화합물은 예를 들면, 배타적이기 위한 것인 아닌 하기 기준들에 기반으로 선별될 수 있다: CA IX를 발현하는 생존 세포에의 결합; CA IX를 발현하는 신생맥관구조에의 결합; CA IX에의 결합의 높은 친화도; (조합하여 사용될 때 상보적 활성을 가진 항체들이 동일한 에피토프에의 결합에 대해 경쟁할 가능성을 제거하기 위한) CA IX 상에서 특유의 에피토프에의 결합; CA IX를 발현하는 세포의 옵소닌화 (opsonization); 이펙터 세포의 존재하에 CA IX를 발현하는 세포의 성장 억제, 식세포작용 및/또는 사멸의 매개; 이펙터 세포의 부재하에 CA IX, 성장 저해, 세포 주기 정지 및/또는 세포독성의 조절 (저해 또는 증강); CA IX의 내재화; CA IX 상의 입체구조적 에피토프에의 결합; CA IX를 발현하지 않는 세포 또는 조직과의 최소한의 교차-반응성; 및 단량체 형태의 CA IX보다 오히려 이량체 형태의 CA IX에의 우선적 결합.
본원에서 제공된 CA IX-표적화 화합물, CA IX 항체 및 이들의 항원-결합 단편은 통상적으로 상기 기준들 중 하나 이상, 일부 경우 5개 초과의 기준들을 충족시킨다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화 화합물은 상기 기준들 중 6개 이상의 기준들을 충족시킨다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화 화합물은 상기 기준들 중 7개 이상의 기준들을 충족시킨다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화 화합물은 상기 기준들 중 8개 이상의 기준들을 충족시킨다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화 화합물은 상기 기준들 중 9개 이상의 기준들을 충족시킨다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화 화합물은 상기 기준들 중 10개 이상의 기준들을 충족시킨다. 일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화 화합물은 상기 기준들 모두를 충족시킨다.
본원에서 제공된 본 발명의 CA IX-표적화된 화합물 (예를 들면, CA IX-표적화된 NIR 염료 콘쥬게이트)에 의해 영상화될 수 있는 종양의 예로는 CA IX를 발현하는 임의의 종양, 예컨대 방광, 췌장, 폐, 결장, 신장, 흑색종 및 육종을 포함한다. CA IX를 발현하는 종양은 CA IX를 발현하는 종양 미세환경을 갖는 종양을 포함한다.
일부 구체예에서, CA IX-표적화된 분자는 CA IX에 결합하고 세포 상에서 발현된 CA IX에 의해 내재화된다. 따라서, CA IX 리간드 콘쥬게이트는 세포 상에서 발현된 CA IX에 의해 내재화된다. 상기 내재화가 일어나는 메카니즘은 본 발명의 실시에 중요하지 않다.
일부 구체예에서, 상기 CA IX 표적화 화합물은 CA IX 분자의 세포외 도메인 내의 입체구조적 에피토프에 결합한다. 다른 구체예에서, CA IX-표적화 화합물은 CA IX 상에 이량체-특이적 에피토프에 결합한다. 일반적으로, 이량체-특이적 에피토프에 결합하는 화합물은 CA IX 단량체보다 오히려 CA IX 이량체에 우선적으로 결합한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화 화합물은 CA IX 이량체에 우선적으로 결합한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화 화합물은 단량체 CA IX 단백질에 대해 낮은 친화도를 갖는다.
일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화 화합물은 리간드이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화 화합물은 연장된 소수성 잔기를 갖는 불소화 방향족 술포네이트 또는 그의 유도체이다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화 화합물은 연장된 소수성 잔기를 갖는 불소화 방향족 술포네이트 또는 CA IX-발현 생존 세포에 결합하는 연장된 소수성 잔기, 리간드, 저해제, 또는 효능제를 갖는 불소화 방향족 술포네이트의 유도체이다.
본 발명의 CA IX-표적화 NIR 염료는 비-NIR 염료 또는 비-표적화된 NIR 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화 화합물의 종양-대-배경 신호 비보다 더 높은 종양-대-배경 신호 비를 생성한다. 일부 구체예에서, 상기 개선은 10배이다. 일부 구체예에서, 상기 종양-대-배경 신호 비는 적어도 4배 개선이다. 일부 구체예에서, 상기 종양-대-배경 비는 적어도 1.5배까지 증가된다. 일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화된 NIR 염료 배경 신호는 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 절반이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 절반 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 500 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 절반 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 3분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 500 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 3분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 4분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 500 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 4분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 5분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 500 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 5분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 8분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 500 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA Ix-표적화된 화합물의 배경 신호의 8분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 600 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 10분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다. 본 발명의 일부 구체예에서, 생존 세포에서 CA IX-표적화된 NIR 염료를 사용하는 방법은 파장이 500 nm 미만인 광에 반응하는 형광 염료에 콘쥬게이트된 CA IX-표적화된 화합물의 배경 신호의 10분의 1 미만의 배경 신호를 생성한다.
일부 구체예에서, 상기 CA IX-표적화 화합물은 CA IX에 특이적으로 결합하는 소분자 리간드이다. 이러한 소분자 리간드는 그의 천연 입체구조로 PSMA의 효소 부위에 결합할 수 있다. 또한, 이러한 소분자 리간드는 CA IX 항체 리간드에 대한 특성들 중 하나 이상의 특성을 가질 수 있다.
본 개시내용은 또한 CA IX-발현 세포, 조직 또는 종양의 표적화된 영상화를 위해 사용되는 PSMA-표적화 화합물에 콘쥬게이트되는 아미노산 연결 기를 합성하는 방법을 제공한다. 특정 구체예에서, 본 개시내용은 CA IX-표적화 화합물, 연결 기 및 NIR 염료를 포함하는 화합물 또는 그의 염 유도체에 관한 것이다. 특정 구체예에서, 상기 연결 기는 아미노산, 이의 이성질체, 유도체 또는 라세미 혼합물일 수 있다. 일부 양상에서, 상기 염료는 LS288, IR800, SP054, S0121, KODAK, S2076, S0456으로 구성된 군으로부터 선택되고 및/또는 염료는 하기로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pct00016
.
일부 양상에서, 본 개시내용은 아미노산 연결 기를 NIR 염료에 콘쥬게이트시키는 방법을 제공하고, 상기 아미노산은 티로신, 세린, 트레오닌, 리신, 아르기닌, 아스파라긴, 글루타민, 시스테인, 셀레노시스테인, 이들의 이성질체 및 유도체일 수 있다. 특정 구체예에서, 상기 아미노산, 이의 이성질체 또는 유도체는 약간 몰 과량으로 형광 염료를 첨가할 때 형광 기와 아미노산, 이의 이성질체 또는 유도체의 콘쥬게이션을 생성하는 -OH, -NH2 또는 -SH 관능기를 포함한다. 다른 구체예에서, 상기 아미노산, 이의 이성질체 또는 유도체는 합성 시에 상기 화합물의 밝기 및 검출을 증가시키는 염료와 에테르 결합을 생성하는 -OH 관능기를 포함한다. 일부 구체예에서, 본 개시내용은 아미노산 연결 기와 NIR 염료의 콘쥬게이션에 관한 것으로서, 상기 아미노산, 이의 이성질체, 또는 유도체는 합성 시에 상기 염료와 C-S, C-Se, C-Po, 또는 C-Te 결합을 생성하는 -SH, -SeH, -PoH, 또는 -TeH 관능기를 포함한다. 일부 양상에서, 본 개시내용은 아미노산 연결 기와, 약 500 nm 내지 약 900 nm의 흡수 및 방출 최대치를 갖는 염료의 콘쥬게이션에 관한 것이다. 다른 양상에서, 상기 아미노산 연결 기는 약 600 nm 내지 약 800 nm의 흡수 및 방출 최대치를 갖는 형광 염료에 콘쥬게이트된다.
부가의 구체예에서, 본 개시내용은 아미노산 연결 기를 CA IX 리간드에 콘쥬게이트시키는 방법을 제공하고, 상기 아미노산 연결 기는 티로신, 세린, 트레오닌, 리신, 아르기닌, 아스파라긴, 글루타민, 시스테인, 셀레노시스테인, 이들의 이성질체 또는 유도체이고, 디펩티드 결합을 통해 폴레이트에 콘쥬게이트된다. 부가의 양상에서, 본 개시내용은 상기 연결 기를 폴레이트 리간드에 콘쥬게이트시키는 방법을 제공하고, 상기 연결 기는 티로신, 세린, 트레오닌, 리신, 아르기닌, 아스파라긴, 글루타민, 시스테인, 셀레노시스테인, 그의 이성질체 또는 유도체이다. 다른 구체예에서, 본 개시내용은 프테로일 리간드를 아미노산 연결 기에 콘쥬게이트시키는 방법을 제공하고, 상기 연결 기는 티로신, 세린, 트레오닌, 리신, 아르기닌, 아스파라긴, 글루타민, 시스테인, 셀레노시스테인, 이의 이성질체 또는 유도체이다. 특정 양상에서, 상기 연결 기의 카르복실산은 임의의 아미노산의 알파 탄소에 결합됨으로써, 표적화된 수용체에 대한 화합물의 특이성을 증가시킨다. 일부 구체예에서, 상기 링커의 전하는 상기 화합물에 대한 특이성에 기여하고, 이때 표적화된 수용체에 대한 상기 화합물의 관찰된 결합 친화도는 적어도 15 nM이다.
다른 구체예에서, 본 개시내용은 영상 안내된 수술, 종양 영상화, 전립선 영상화, CA IX-발현 조직 영상화, CA IX-발현 종양 영상화, 감염 질환 또는 법의학 적용을 위한, 연장된 소수성 잔기 -SAHA-Tyr-S0456을 갖는 불소화된 방향족 술포네이트로 명명된 화합물의 용도에 관한 것이고, 상기 SAHA는 6 아미노헥사노산이다.
일부 구체예에서, 본 발명의 CA IX-표적화된 화합물은 CA IX의 소분자 리간드이다.
하기에 개시된 구체예는 하기 상세한 설명에 개시된 정확한 형태로 본 개시내용을 총망라하거나 또는 한정하려는 것은 아니다. 오히려, 구체예는 당업자가 그들의 교시를 사용할 수 있도록 선택되고 개시되었다.
CA IC- 표적화된 NIR 염료 콘쥬게이트 및 그의 합성
화합물 61에 대한 반응식:
Figure pct00017
화합물 61에 대한 실험 절차
3-((2,3,5,6- 테트라플루오로 -4- 술파모일페닐 ) 티오 ) 프로파노산의 합성: MeOH (200 mL) 중 펜타플루오로벤젠술폰아미드 (5.0 g, 20.23 mmol, 1.0 당량)에 DIPEA (4.2 mL, 24.24 mmol, 1.2 당량), 그 다음에 3-메르캅토프로피온산 (2, 1.76 mL, 20.23 mmol, 1.0 당량)을 아르곤 하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 6시간 동안 환류시켰고 및 반응 진행은 박층 크로마토그래피로 모니터하였다. 반응을 완료한 후에, MeOH를 회전증발기 (rotaevaporator)를 사용하여 증발시켰고 및 결과의 (resultant) 고형물을 여과하였고 및 물로 세척하였고 및 동결건조 (lyophilization)시에 건조시켰다. 산물을 LCMS로 확인하였고 및 다음 단계를 위해 사용되었다, 수득율, 90 %.
3-((2,3,5,6- 테트라플루오로 -4- 술파모일페닐 )술포닐) 프로파노산의 합성: 아세트산 (34 mL) 중 3-((2,3,5,6- 테트라플루오로 -4- 술파모일페닐 ) 티오 ) 프로파노산 (5.75 g, 17.25 mmol)에 수소 퍼옥시드 (30 % v/v, 15 mL)를 천천히 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 60 ℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응을 완료한 후에 LCMS로 확인하였고, 반응을 물 첨가로 퀀칭하였다 (quenched). 반응 혼합물을 EtOAc (3x150 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 H2O (1x200 mL), 브라인 (brine) (1x100 mL)으로 세척하였고 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 농축시켰다. 백색 고체 산물을 80% 수득율로 단리시켰고 및 다음 단계를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다.
3-((2-( 시클로옥틸아미노 )-3,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 )술포닐) 프로 파노산의 합성: DMSO (5 mL) 중 3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐) 술포닐) 프로파노산 (1.0 g, 2.74 mmol, 1.0 당량)에, DIPEA (0.96 mL, 5.48 mmol, 2.0 당량) 그 다음에 시클로옥틸아민 (0.413 mL, 3.01 mmol, 1.1 당량)을 아르곤 하에 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 60 ℃에서 6시간 동안 교반하였다. 그 다음에 상기 혼합물을 H2O (30 mL)로 희석하였고 및 EtOAc (3 Х 50 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (1x50 mL)으로 세척하였고, Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 감압하에 증발시켰다. 미정제 물질은 DCM:EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 원하는 산물을 60 % 수득율로 단리시켰다.
meta -치환된 리간드의 합성
3-((2-( 시클로옥틸아미노 )-3,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 )술포닐) 프로파노산의 합성과 유사한 절차를 하기 리간드의 합성에 사용하였다.
화합물 3: n =0, p=0, m=3/5
화합물 7: n =2, p=0, m=0
화합물 17: m=0
화합물 18: m=0
화합물 29: n =0, p=0
화합물 30: n =1, p=0
화합물 32: n =2, p=0
또한, 화합물 25 (n=0, p=0, m=5)를 3-((2- 플루오로 -4- 술파모일페닐 )술포닐)프로파노산으로부터 3-((2-( 시클로옥틸아미노 )-3,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 )술포닐)프로파노산의 합성과 유사한 절차를 사용하여 제조하였다.
tert -부틸 (S)-2-(4-(tert-부톡시)벤질)-16-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데카노에이트의 합성: 50-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 (stirring bar), 3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산 (60 mg, 0.126 mmol, 1 당량), tert -부틸 (S)-2-(3-(2-(2- 아미노에톡시 ) 에톡시 ) 프로판아미도 )-3-(4-(tert-부톡시)페닐)프로파노에이트 (63.2 mg, 0.139 mmol, 1.1 당량) 및 HATU (48.28 mg, 0.139 mmol, 1.1 당량)를 충전하였고 그 다음에 DMSO (1.3 mL)를 첨가하여 맑은 용액을 제공하였다. DIPEA (88 μL, 0.508 mmol, 4.0 당량)를 천천히 상기 반응 혼합물에 23 ℃에서 첨가하였다. 반응을 23 ℃에서 1.5시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 반응 혼합물을 물 (3 mL)을 적상으로 첨가하여 퀀칭시켰고 및 EtOAc (3x10 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (10 mL)으로 세척하였고, 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 여과하였고 및 농축시켰다. 미정제 물질을 DCM-EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 원하는 화합물을 수득하였다, 92 mg, 80% 수득율.
(3-(2-(2-(3-((2-( 시클로옥틸아미노 )-3,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 )술포닐)
프로판아미도 ) 에톡시 ) 에톡시 ) 프로파노일 )-L-티로신의 합성: 5 mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 및 화합물 tert -부틸 (S)-2-(4-( tert - 부톡시 ) 벤질 )-16-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데카노에이트 (52 mg, 0.057 mmol)를 충전하였고 및 트리플루오로아세트산 (TFA, 1 mL)을 상기 반응 플라스크에 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 rt에서 1시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 용매를 진공하에 (rotavapor) 증발시켰고 및 농축된 반응 혼합물을 교반된 냉 (cold) 에테르 (5 mL)에 적상으로 첨가하여 백색 침전물을 제공하였고 원심분리시켰고, 냉 에테르 (2 Х 5 mL)로 세척하였고, 및 높은 진공하에 건조시켜서 원하는 산물을 백색 고형물로 정량적 수득율로 제공하였다.
링커-리간드 커플링
하기에 열거된 바와 같은 다양한 변형된 링커들을 CA-IX 리간드에 (3-(2-(2-(3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐) 프로판아미도)에톡시)에톡시)프로파노일)-L-티로신의 합성과 유사한 프로토콜을 사용하여 커플링하였다.
화합물 39: n=0, m=5, p=0
화합물 40: n=0, m=5, p=0
화합물 41: n=0, m=5, p=0
화합물 42: n=0, m=5, p=0
화합물 43: n=0, m=5, p=0
화합물 44: n=0, m=5, p=0
4-(2-((E)-2-((E)-2-(4-((S)-2- 카르복시 -16-((2-( 시클로옥틸아미노 )-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데실)페녹시)-3-(2-((E)-3,3-디메틸-5-술포-1-(4-술포부틸)인돌린-2-일리덴)에틸리덴)시클로헥스-1-엔-1-일)비닐)-3,3-디메틸-5-술포-3H-인돌-1-이움-1-일)부탄-1-술포네이트의 합성: 5-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 및 화합물 (3-(2-(2-(3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로판아미도)에톡시)에톡시)프로파노일)-L-티로신 (11 mg, 0.014 mmol, 1 당량)을 충전하였고 및 이를 그 다음에 THF: 물 (1:2 비율, 0.4 mL)에 용해시켰다. 상기 반응 혼합물의 pH를 ~9.5-10 (습식 pH 페이퍼 이용)으로 수성 1M Na2CO3 용액을 사용하여 실온에서 조정하였다. 그 다음에 S0456 (13.2 mg, 0.014 mmol, 1 당량)를 첨가하여 불투명한 녹색 용액을 제공하였고 및 60 ℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 진행을 HRMS로 모니터하였고 및 통상 반응은 4시간내에 완료되었다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰고 및 RP-HPLC로 정제하였다. HPLC로부터의 순수한 분획물을 조합하였고, 용매를 증발시켰고 및 동결 시료 (freeze samples)를 동결건조시켜서 원하는 산물 (8 mg)을 녹색 고체로 수득하였다.
CA-IX 염료 콘쥬게이트의 합성:
4-(2-((E)-2-((E)-2-(4-((S)-2- 카르복시 -16-((2-( 시클로옥틸아미노 )-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데실)페녹시)-3-(2-((E)-3,3-디메틸-5-술포-1-(4-술포부틸)인돌린-2-일리덴)에틸리덴)시클로헥스-1-엔-1-일)비닐)-3,3-디메틸-5-술포-3H-인돌-1-이움-1-일)부탄-1-술포네이트의 합성과 유사한 절차를 모든 다른 CA-IX-염료 콘쥬게이트의 제조에 사용하였다.
NH 2 - PEG 2 - Tyr ( t Bu )- 링커의 합성:
Figure pct00018
tert -부틸 (S)-15-(4-( tert - 부톡시 ) 벤질 )-3,13- 디옥소 -1-페닐-2,7,10-트리옥사-4,14-디아자헥사데칸-16-오에이트의 합성: 50-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아, 12 (5.0 g, 16.05 mmol, 1 당량), (L)-H-Tyr(-O t Bu)-O t Bu·HCl (5.3 g, 16.05 mmol, 1.0 당량) 및 HATU (6.41 g, 16.85 mmol, 1.05 당량)를 충전하였고 그 다음에 DMSO (29 mL)를 첨가하여 맑은 용액을 제공하였다. DIPEA (7.01 mL, 40.13 mmol, 2.5 당량)를 상기 반응 혼합물에 23 ℃에서, 5분에 걸쳐서 천천히 첨가하였다. 반응을 23 ℃에서 1.5시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 반응 혼합물을 물 (100 mL)을 적상으로 첨가하여 퀀칭시켰고 및 EtOAc (3x150 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (100 mL)으로 세척하였고, 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 여과하였고 및 농축시켰다. 미정제 물질을 n-헥산-EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 원하는 화합물을 95% 수득율로 단리하였다.
화합물 tert -부틸 (S)-2-(3-(2-(2- 아미노에톡시 ) 에톡시 ) 프로판아미도 )-3-(4-(tert-부톡시)페닐)프로파노에이트의 합성: 50 mL의 rb 플라스크에 교반 바아, CbzNH-PEG 2 -Tyr-(O t Bu)-O t Bu (1.10 g, 1.87 mmol), 및 DCM (10 mL)을 충전하였다. 상기 반응 혼합물을 용해시킨 후에, Pd/C (10 % Pd 기반, 10% wt/wt, 110 mg)를 상기 rb 플라스크에 나누어 첨가하고 그 다음에 무수 MeOH (10 mL)를 첨가하였다. 상기 반응 혼합물을 탈기시켰고 (3x) 및 H2 기체를 상기 반응 혼합물을 통해 3시간 동안 교반하에 실온에서 버블링하였다 (bubbled). 상기 반응 혼합물을 셀라이트 플러그 (Celite plug)를 통해 여과시켰고, MeOH로 세척하였고, 및 여과물을 진공하에 농축시켜서 조질의 원하는 산물 (92%)을 제공하고 LC/MS로 분석하였고 다음 단계를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다.
2,3,5,6- 테트라플루오로 -4-((2- 히드록시에틸 )술포닐) 벤젠술폰아미드의 합성을 위한 반응식:
Figure pct00019
2,3,5,6- 테트라플루오로 -4-((2- 히드록시에틸 )술포닐) 벤젠술폰아미드의 합성: MeOH (81 mL) 중 펜타플루오로벤젠술폰아미드 (2.0 g, 8.098 mmol, 1.0 당량)에 DIPEA (1.55 mL, 8.908 mmol, 1.1 당량), 그 다음에 2-메르캅토에탄-1-올 (0.63 mL, 8.908 mmol, 1.1 당량)을 아르곤하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 16시간 동안 환류시켰고 및 반응 진행을 박층 크로마토그래피로 모니터하였다. 반응을 완료한 후에, MeOH를 회전증발기를 사용하여 증발시켰고 및 결과의 고형물을 여과하였고 및 물로 세척하였고 및 동결건조하에 건조시켰다. 단리된 고체 화합물 (1.59 g, 수득율, 95 %)을 LCMS로 확인하였고 및 다음 단계를 위해 사용하였다.
술피드의 술폰으로의 산화: MeOH: H2O (1:1, 50 mL) 중 알콜 화합물 (1.50 g, 4.913 mmol, 1.0 당량)에 옥손 (3.02 g, 9.826 mmol, 2.0 당량)을 천천히 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 55 ℃에서 16시간 동안 교반하였다. 반응을 완료한 후에 LCMS로 확인하였고, 반응을 여과하였고 및 EtOAc (3x150 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 H2O (1x100 mL), 브라인 (1x100 mL)으로 세척하였고 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 농축시켰다. 단리된 백색 고체 화합물 (1.65 g, 정량적 수득율)을, 다음 단계를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다.
3-((3-( 벤질아미노 )-2,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 ) 티오 ) 프로파노산의 합성과 유사한 절차를 사용하여 2,3,5,6- 테트라플루오로 -4-((2- 히드록시에틸 )술포닐)벤젠술폰아미드로부터 출발하여 하기 리간드를 합성하였다.
화합물 21: m=0
화합물 22: m=0
3-((3-( 벤질아미노 )-2,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 ) 티오 ) 프로파노산의 합성:
Figure pct00020
DMSO (0.3 mL) 중 3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐) 티오) 프로파노산 (50 mg, 0.15 mmol, 1.0 당량)에, DIPEA (53 μL, 0.3 mmol, 2.0 당량) 그 다음에 벤질아민 (16 μL, 0.15 mmol, 1.0 당량)을 아르곤하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 65 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 그 다음에 H2O (2 mL)로 희석시켰고 및 EtOAc (3 Х 10 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (1x10 mL)으로 세척하였고, Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 감압하에 증발시켰다. 미정제 물질을 DCM:EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 원하는 아민 커플링 산물을 24 % 수득율로 단리시켰다 (15 mg).
ortho 치환된 리간드의 합성
3-((3-( 벤질아미노 )-2,5,6- 트리플루오로 -4- 술파모일페닐 ) 티오 ) 프로파노산의 합성과 유사한 절차를 하기 리간드의 합성에 사용하였다.
화합물 1: n=0, p=0, m=3/5
화합물 34: n=2, p=0
화합물 36: n=2, p=0
화합물 36b: n=0, p=0
8-아미노 옥타노산 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu ) 링커에 대한 반응식:
Figure pct00021
Fmoc -8-아미노 옥타노산 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu의 합성: 5-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아, 8-((((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카르보닐)아미노)옥타노산 (116 mg, 0.303 mmol, 1 당량), (L)-H-Tyr(-O t Bu)-O t Bu·HCl (100 mg, 0.303 mmol, 1.0 당량) 및 HATU (138 mg, 0.364 mmol, 1.2 당량)를 충전하였고 그 다음에 DMSO (0.6 mL)를 첨가하여 맑은 용액을 제공하였다. DIPEA (133 μL, 0.756 mmol, 2.5 당량)를 상기 반응 혼합물에 23 ℃에서 천천히 첨가하였다. 반응을 23 ℃에서 1.5시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 반응 혼합물을 물 (3 mL)을 적상으로 첨가하여 퀀칭하였고 및 EtOAc (3x5 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (5 mL)으로 세척하였고, 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 여과하였고 및 농축시켰다. 미정제 물질을 n-헥산-EtOAc를 사용하여 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였고 및 산물을 96% 수득율로 단리시켰다.
8-아미노 옥타노산 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu의 합성: 5 mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 및 테트라히드로푸란 (THF, 2 mL) 중 Fmoc -8-아미노 옥타노산 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu (200 mg, 0.303 mmol)를 충전하였고 및 피페리딘 (0.2 mL)을 상기 반응 플라스크에 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 rt에서 1시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 용매를 진공하에 (rotavapor) 증발시켰고 및 조질의 산물을 높은 진공하에 건조시켜서 8-아미노 옥타노산 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu를 백색 고체로 제공하였다, 96% 수득율.
H-Leu- PEG 2 - Tyr ( O t Bu )- O t Bu 링커의 합성을 위한 반응식:
Figure pct00022
Fmoc -Leu_ PEG 2 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu의 합성: 5-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아, Fmoc-Leu-OH (16 mg, 0.044 mmol, 1 당량), H2N-PEG2-Tyr(-O t Bu)-O t Bu (20 mg, 0.044 mmol, 1.0 당량) 및 HATU (20 mg, 0.053 mmol, 1.2 당량)를 충전하였고 그 다음에 DMSO (0.15 mL)를 첨가하여 맑은 용액을 제공하였다. DIPEA (20 μL, 0.11 mmol, 2.5 당량)를 반응 혼합물에 23 ℃에서 천천히 첨가하였다. 반응을 23 ℃에서 1.5시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 반응 혼합물을 물 (3 mL)을 적상으로 첨가하여 퀀칭시켰고 및 EtOAc (3x10 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (5 mL)으로 세척하였고, 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 여과하였고 및 농축시켰다. 미정제 물질을 n-헥산-EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였고 및 산물을 32 mg, 93% 수득율로 단리시켰다.
H-Leu_ PEG 2 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu의 합성: 5 mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 및 테트라히드로푸란 (THF, 1 mL) 중 Fmoc -Leu_ PEG 2 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu (32 mg, 0.041 mmol)를 충전하였고 및 피페리딘 (0.2 mL)을 반응 플라스크에 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 rt에서 1시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 용매를 진공하에 (rotavapor) 증발시켰고 및 미정제 산물을 높은 진공하에 건조시켜서 H-Leu_ PEG 2 _ tyr ( O t Bu )- O t Bu를 백색 고체로, 정량적 수득율로 제공하였다.
유사한 펩티드 결합 형성 커플링 반응 그 다음에 Fmoc-탈보호화 프로토콜을 다양한 변형된 링커의 제조에 사용하였다.
실시예
실시예: (1) 연장된 결합 잔기를 갖는 CA IX 리간드의 합성 및 전임상 평가
(도 1-2)
신규한 CA IX 리간드의 합성
Figure pct00023
반응식 1은 2,3,5,6-테트라플루오로-4-((2-히드록시에틸)술포닐)벤젠술폰아미드의 합성을 나타낸다.
MeOH (81 mL) 중 펜타플루오로벤젠술폰아미드 (2.0 g, 8.098 mmol, 1.0 당량)에 DIPEA (1.55 mL, 8.908 mmol, 1.1 당량), 그 다음에 2-메르캅토에탄-1-올 (0.63 mL, 8.908 mmol, 1.1 당량)을 아르곤하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 16시간 동안 환류시켰고 및 반응 진행을 박층 크로마토그래피로 모니터하였다. 반응을 완료한 후에, MeOH를 회전증발기를 사용하여 증발시켰고 및 결과의 고형물을 여과하였고 및 물로 세척하였고 및 동결건조하에 건조시켰다. 단리된 고체 화합물 (1.59 g, 수득율, 95 %)을 LCMS로 확인하였고 및 다음 단계를 위해 사용하였다.
술피드의 술폰으로의 산화: MeOH: H2O (1:1, 50 mL) 중 알콜 화합물 (1.50 g, 4.913 mmol, 1.0 당량)에 옥손 (3.02 g, 9.826 mmol, 2.0 당량)을 천천히 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 55 ℃에서 16시간 동안 교반하였다. 반응을 완료한 후에 LCMS로 확인하였고, 반응을 여과하였고 및 EtOAc (3x150 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 H2O (1x100 mL), 브라인 (1x100 mL)으로 세척하였고 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 농축시켰다. 단리된 백색 고체 화합물 (1.65 g, 정량적 수득율)을, 다음 단계를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다.
3-((3-(벤질아미노)-2,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)티오)프로파노산의 합성과 유사한 절차를 사용하여 2,3,5,6-테트라플루오로-4-((2-히드록시에틸)술포닐)벤젠술폰아미드로부터 출발하여 하기 리간드를 합성하였다.
화합물 21: m=0 ; 화합물 22: m=0
3-((3-(벤질아미노)-2,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)티오)프로파노산의 합성:
Figure pct00024
반응식 2는 3-((3-(벤질아미노)-2,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)티오)프로파노산의 합성을 나타낸다.
DMSO (0.3 mL) 중 3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐) 티오) 프로파노산 (50 mg, 0.15 mmol, 1.0 당량)에, DIPEA (53 μL, 0.3 mmol, 2.0 당량) 그 다음에 벤질아민 (16 μL, 0.15 mmol, 1.0 당량)을 아르곤하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 65 ℃에서 12시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 그 다음에 H2O (2 mL)로 희석하였고 및 EtOAc (3 Х 10 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (1x10 mL)으로 세척하였고, Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 감압하에 증발시켰다. 미정제 물질을 DCM:EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 원하는 아민 커플링 산물을 24 % 수득율로 단리시켰다 (15 mg).
ortho 치환된 리간드의 합성
3-((3-(벤질아미노)-2,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)티오)프로파노산의 합성과 유사한 절차를 하기 리간드를 합성하는데 사용하였다.
화합물 1: n=0, p=0, m=3/5; 화합물 34: n=2, p=0; 화합물 36: n=2, p=0; 화합물 36b: n=0, p=0
실시예: (2) 리간드 1 & 2로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 3)
합성
NH2-PEG2-Tyr(tBu)- 링커의 합성:
Figure pct00025
tert-부틸 (S)-15-(4-(tert-부톡시)벤질)-3,13-디옥소-1-페닐-2,7,10-트리옥사-4,14-디아자헥사데칸-16-오에이트의 합성: 50-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아, 12 (5.0 g, 16.05 mmol, 1 당량), (L)-H-Tyr(-OtBu)-OtBu·HCl (5.3 g, 16.05 mmol, 1.0 당량) 및 HATU (6.41 g, 16.85 mmol, 1.05 당량)를 충전하였고 그 다음에 DMSO (29 mL)를 첨가하여 맑은 용액을 제공하였다. DIPEA (7.01 mL, 40.13 mmol, 2.5 당량)를 반응 혼합물에 23 ℃에서, 5분에 걸쳐 천천히 첨가하였다. 반응을 23 ℃에서 1.5시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 반응 혼합물을 물 (100 mL)을 적상으로 첨가하여 퀀칭하였고 및 EtOAc (3x150 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (100 mL)으로 세척하였고, 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 여과하였고 및 농축시켰다. 미정제 물질을 n-헥산-EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 원하는 화합물을 95% 수득율로 단리시켰다.
화합물 tert-부틸 (S)-2-(3-(2-(2-아미노에톡시)에톡시)프로판아미도)-3-(4-(tert-부톡시)페닐)프로파노에이트의 합성: 50 mL rb 플라스크에 교반 바아, CbzNH-PEG2-Tyr-(OtBu)-OtBu (1.10 g, 1.87 mmol), 및 DCM (10 mL)을 충전하였다. 상기 반응 혼합물을 용해시킨 후에, Pd/C (10 % Pd 기반, 10% wt/wt, 110 mg)를 상기 rb 플라스크에 나누어 첨가하고 그 다음에 무수 MeOH (10 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 탈기시켰고 (3x) 및 H2 기체를 상기 반응 혼합물을 통해 3시간 동안 교반하에 실온에서 버블링하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 플러그를 통해 여과시켰고, MeOH로 세척하였고, 및 여과물을 진공하에 농축시켜서 조질의 원하는 산물 (92%)을 제공하였고, LC/MS로 분석하였고 및 다음 단계를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다.
결론: 상기 인 비보 연구로 화합물 54 및 55는 인간 신장 암 이종이식편에 축적되고 유지되는 것을 보여주었다 (도 4 & 5).
실시예: (3) 리간드 3 & 4로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 6)
합성
화합물 61에 대한 합성 반응식:
Figure pct00026
화합물 61에 대한 실험 절차:
3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐)티오)프로파노산의 합성: MeOH (200 mL) 중 펜타플루오로벤젠술폰아미드 (5.0 g, 20.23 mmol, 1.0 당량)에 DIPEA (4.2 mL, 24.24 mmol, 1.2 당량), 그 다음에 3-메르캅토프로피온산 (2, 1.76 mL, 20.23 mmol, 1.0 당량)을 아르곤하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 6시간 동안 환류시켰고 및 반응 진행을 박층 크로마토그래피로 모니터하였다. 반응을 완료한 후에, MeOH를 회전증발기를 사용하여 증발시켰고 및 결과의 고형물을 여과하였고 및 물로 세척하였고 및 동결건조하에 건조시켰다. 산물을 LCMS로 확인하였고 및 다음 단계에서 사용하였다, 수득율, 90 %.
3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산의 합성: 아세트산 (34 mL) 중 3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐)티오)프로파노산 (5.75 g, 17.25 mmol)에 수소 퍼옥시드 (30 % v/v, 15 mL)를 천천히 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 60 ℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응을 완료한 후에 LCMS로 확인하였고, 반응을 물의 첨가로 퀀칭하였다. 반응 혼합물을 EtOAc (3x150 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 H2O (1x200 mL), 브라인 (1x100 mL)으로 세척하였고 및 무수 Na2SO4 상에서 건조하였고 및 농축시켰다. 백색의 고체 산물을 80% 수득율로 단리하였고 및 다음 단계를 위해 추가의 정제 없이 사용하였다.
3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산의 합성: DMSO (5 mL) 중 3-((2,3,5,6-테트라플루오로-4-술파모일페닐) 술포닐) 프로파노산 (1.0 g, 2.74 mmol, 1.0 당량)에, DIPEA (0.96 mL, 5.48 mmol, 2.0 당량) 그 다음에 시클로옥틸아민 (0.413 mL, 3.01 mmol, 1.1 당량)을 아르곤하에 첨가하였다. 반응 혼합물을 60 ℃에서 6시간 동안 교반하였다. 혼합물을 그 다음에 H2O (30 mL)로 희석하였고 및 EtOAc (3 Х 50 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (1x50 mL)으로 세척하였고, Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 감압하에 증발시켰다. 미정제 물질을 DCM:EtOAc를 사용하는 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하였다. 원하는 산물을 60 % 수득율로 단리시켰다.
meta-치환된 리간드의 합성
3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산의 합성과 유사한 절차를 하기 리간드의 합성에 사용하였다.
화합물 3: n =0, p=0, m=3/5
화합물 7: n =2, p=0, m=0
화합물 17: m=0
화합물 18: m=0
화합물 29: n =0, p=0
화합물 30: n =1, p=0
화합물 32: n =2, p=0
또한, 화합물 25 (n=0, p=0, m=5)를 3-((2-플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산으로부터, 3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산의 합성과 유사한 절차를 사용하여 제조하였다.
tert-부틸 (S)-2-(4-(tert-부톡시)벤질)-16-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데카노에이트의 합성: 50-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아, 3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로파노산 (60 mg, 0.126 mmol, 1 당량), tert-부틸 (S)-2-(3-(2-(2-아미노에톡시)에톡시)프로판아미도)-3-(4-(tert-부톡시)페닐)프로파노에이트 (63.2 mg, 0.139 mmol, 1.1 당량) 및 HATU (48.28 mg, 0.139 mmol, 1.1 당량)를 충전하였고 그 다음에 DMSO (1.3 mL)를 첨가하여 맑은 용액을 제공하였다. DIPEA (88 μL, 0.508 mmol, 4.0 당량)를 상기 반응 혼합물에 23 ℃에서 천천히 첨가하였다. 반응을 23 ℃에서 1.5시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 반응 혼합물을 물 (3 mL)을 적상으로 첨가하여 퀀칭하였고 및 EtOAc (3x10 mL)로 추출하였다. 조합된 유기물질을 브라인 (10 mL)으로 세척하였고, 및 무수 Na2SO4 상에서 건조시켰고 및 여과하였고 및 농축시켰다. 미정제 물질을 DCM-EtOAc를 사용하여 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 원하는 화합물을 수득하였다, 92 mg, 80% 수득율.
(3-(2-(2-(3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)
프로판아미도)에톡시)에톡시)프로파노일)-L-티로신의 합성: 5 mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 및 화합물 tert-부틸 (S)-2-(4-(tert-부톡시)벤질)-16-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데카노에이트 (52 mg, 0.057 mmol)를 충전하였고 및 트리플루오로아세트산 (TFA, 1 mL)을 상기 반응 플라스크에 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 rt에서 1시간 동안 교반하였고 및 반응 진행을 LC/MS로 모니터하였다. 용매를 진공하에 (rotavapor) 증발시켰고 및 농축된 반응 혼합물을 교반된 냉 에테르 (5 mL)에 적상으로 첨가하여 백색 침전물을 제공하고 원심분리하고, 냉 에테르 (2x5 mL)로 세척하였고, 및 높은 진공하에 건조시켜서 원하는 산물을 백색 고체로서 정량적 수득율로 제공하였다.
링커-리간드 커플링
하기에 언급된 바와 같은 다양한 변형된 링커들을 CA-IX 리간드에, (3-(2-(2-(3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐) 프로판아미도)에톡시)에톡시)프로파노일)-L-티로신의 합성과 유사한 프로토콜을 사용하여 커플링하였다.
화합물 39: n=0, m=5, p=0
화합물 40: n=0, m=5, p=0
화합물 41: n=0, m=5, p=0
화합물 42: n=0, m=5, p=0
화합물 43: n=0, m=5, p=0
화합물 44: n=0, m=5, p=0
4-(2-((E)-2-((E)-2-(4-((S)-2-카르복시-16-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데실)페녹시)-3-(2-((E)-3,3-디메틸-5-술포-1-(4-술포부틸)인돌린-2-일리덴)에틸리덴)시클로헥스-1-엔-1-일)비닐)-3,3-디메틸-5-술포-3H-인돌-1-이움-1-일)부탄-1-술포네이트의 합성: 5-mL 둥근 바닥 플라스크에 교반 바아 및 화합물 (3-(2-(2-(3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)프로판아미도)에톡시)에톡시)프로파노일)-L-티로신 (11 mg, 0.014 mmol, 1 당량)을 충전하였고 및 이를 그 다음에 THF: 물 (1:2 비율, 0.4 mL)에 용해시켰다. 상기 반응 혼합물의 pH를 ~9.5-10으로 (습식 pH 페이퍼 사용) 수성 1M Na2CO3의 용액을 사용하여 실온에서 조정하였다. 그 다음에 S0456 (13.2 mg, 0.014 mmol, 1 당량)을 첨가하여 불투명한 녹색 용액을 제공하였고 및 60 ℃에서 4시간 동안 교반하였다. 반응 진행을 HRMS로 모니터하였고 및 통상 반응은 4시간 내에 완료되었다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰고 및 RP-HPLC로 정제하였다. HPLC로부터의 순수한 분획물들을 조합하였고, 용매를 증발시켰고 및 동결 시료를 동결건조하여 원하는 산물 (8 mg)을 녹색 고체로 수득하였다.
CA-IX 염료 콘쥬게이트의 합성:
4-(2-((E)-2-((E)-2-(4-((S)-2-카르복시-16-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)술포닐)-4,14-디옥소-7,10-디옥사-3,13-디아자헥사데실)페녹시)-3-(2-((E)-3,3-디메틸-5-술포-1-(4-술포부틸)인돌린-2-일리덴)에틸리덴)시클로헥스-1-엔-1-일)비닐)-3,3-디메틸-5-술포-3H-인돌-1-이움-1-일)부탄-1-술포네이트의 합성과 유사한 절차를 모든 다른 CA-IX-염료 콘쥬게이트의 제조에 사용하였다.
도 7은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 60의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 8은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 61의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 9는 공초점 현미경을 사용하여 CA IX-포지티브 SKRC52 세포에 대한 61의 결합 친화도를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스 모델에서 61의 조직 생체분포 및 종양 대 배경. 상기 마우스에게 61의 10 nmol을 주입하였고, 선별된 조직을 수확하였고, 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 10은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. HT29 (인간 결장 암 세포주) 및 HCC827 (인간 폐 암 세포주) 종양 이종이식편 보유 마우스에게 61의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 11은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 62의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 12는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 65의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 화합물 60, 61, 62 및 65가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 좋은 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 화합물 60, 62 및 65는 우수한 종양-대-배경 비 (tumor-to-background ratio: TBR) 및 종양-대-피부 비를 매우 높은 축적으로 나타내었다. 더욱이, 화합물들은 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하면서 종양에 남아있었다. 더욱이 화합물 61은 결장 및 폐 암의 CA IX-네가티브 종양 이종이식편 중에 선별적으로 축적되었고, 다른 건강한 조직에는 축적되지 않았다. CA IX는 NSCLC 및 결장 암 세포 중에 자연적으로 발현되지 않지만, 상기 종양 중에 61의 흡수는 CA IX 매개에 의해서만 종양 저산소증 조건하에 CA IX의 유도를 나타낸다. CA IX 발현 전립선 암 세포 및 종양 조직에 대한 친화도 및 특이성, 종양 중에 형광 세기, 종양-대-배경 비, 용이한 합성 및 저 비용의 출발 물질의 이용가능성을 고려한 후에, 화합물 60, 61, 및 65는 우수한 임상 후보체로 고려될 수 있고, 다른 화합물들도 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다 (도 7 - 12)
실시예: (4) 리간드 5 & 6으로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 13)
화학 합성:
화합물 69 및 70 둘 다는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 동일한 방법을 사용하여 합성하였다.
동물 연구:
도 14는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 69의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 15는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 70의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 69 및 70 모두가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 69는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (5) 리간드 7 - 8로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 16)
화학 합성:
화합물 71 -74 모두는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 17은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 72의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 72가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 72는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (6) 리간드 17 - 20으로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 18)
도 18은 리간드 17-20으로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
화학 합성:
화합물 75 -79는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 19는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 76의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 20은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 77의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 76 및 77 모두가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 모두는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (7) 리간드 21 - 24로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 21)
화학 합성:
화합물 80 - 83 모두는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 22는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 80의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 23은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 81의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 80 및 81 모두가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 80은 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (8) 리간드 25 & 26으로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 24)
화학 합성:
화합물 84 - 85 모두는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 25는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 85의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 화합물 85가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 85는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 그러나, 상기 화합물 85는 화합물 61과 비교할 때 종양 형광 세기 및 종양-대-배경 비가 떨어지는 것으로 나타났다. 두 화합물들 사이의 차이는 상기 61의 리간드가 방향족 고리 중에 3개의 불소 치환을 갖고, 반면에 85는 상기 방향족 불소를 갖지 않는 것으로, 이는 결합에 있어서 방향족 할로겐의 중요성을 제시하였다. 상기 화합물 85는 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (9) 리간드 27 & 28로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 26)
도 26은 리간드 27 & 28로부터 유래된 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 화학 구조를 나타낸다.
화학 합성:
화합물 86 - 87 모두는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 27은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 86의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 28은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 87의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 86 및 87 모두가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 그러나, 상기 화합물 87은, 86과 비교할 때, 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 이는 meta-치환을 통한 콘쥬게이션은 CA IX에 대해 친화도를 느슨하게 하고 및 상기 방향족 고리의 meta 위치에서 소수성 유닛이 결합에 필요하다는 것을 나타내었다. 한편 86은 60 및 61보다 밝기가 떨어졌고 이는 여분의 소수성 모이어티를 가지면 상기 수용체에 대한 결합 친화도 및 특이성이 증가되는 것을 나타낸다. 상기 화합물들은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (10) 리간드 29로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 29)
화학 합성:
화합물 88은 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 30은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 88의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 화합물 88이 상기 동물에게 투여하고 8시간 후에 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 88은 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 24시간 시점에서 나타났다. 상기 화합물 88은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (11) 리간드 30 - 33으로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 31)
화학 합성:
화합물 89 - 92는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 32는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 89의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 33은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 90의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 89 및 90 모두가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물들은 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물들은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (12) 리간드 34 - 36으로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 34)
화학 합성:
화합물 93 - 96 모두는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 35는 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 93의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 36은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 94의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 37은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 95의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 38은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 96의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 화합물 93 및 95가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 95는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물들은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (13) 리간드 39 - 45로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 39)
화학 합성:
화합물 97 - 103 모두는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 40은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 99의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
도 41은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 102의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 99 및 102 모두가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물들 모두는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물들은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (14) 리간드 47로부터 유래된 신규한 CA IX-표적화된 NIR 작용제의 전임상 평가 (도 42)
화학 합성:
화합물 104는 실시예 1 - 3에 설명되는 것과 유사한 방법을 사용하여 합성하였다.
도 43은 역치를 조정한 후에 백색광 영상위에 전신 형광 영상의 오버레이를 나타낸다. SKRC52 인간 신장 종양 이종이식편 보유 마우스에게 104의 10 nmol을 주입하였고 다양한 시간 간격으로 IVIS 영상화기 (ex = 745 nm, em = ICG, 노출 시간 = 1s)로 영상화하였다.
결론: 상기 인 비보 종양 축적 데이터는 화합물 104가 상기 동물에게 투여하고 2 - 24 시간내에 매우 양호한 전신 영상화 데이터를 나타내는 것을 입증하였다. 또한, 상기 화합물 104는 우수한 종양-대-배경 비 (TBR) 및 종양-대-피부 비를 나타내고 매우 높은 축적으로 종양내에 보유되고 24시간에 걸쳐 매우 높은 형광을 유지하였다. 상기 화합물들은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
실시예: (15) 리간드 4로부터 유래된 신규한 CA IX-광학적 영상화 작용제의 전임상 평가 (도 44)
도 45는 유세포 분석을 사용하여 CA IX-포지티브 SCRC52 세포로의 105의 결합 친화도를 나타낸다.
도 46은 공초점 현미경을 사용하여 CA IX-포지티브 SCRC52 세포로의 105-107의 결합 친화도를 나타낸다.
결론: 공초점 현미경 및 유세포 분석은 화합물 105 -107이 CA IX-포지티브 SKRC52 세포 (인간 신장 암 세포주)에 매우 높은 친화도로 결합하는 것으로 입증되었다. 상기 화합물은 또한 임상 및/또는 실험 후보체 모두로 유용할 수 있다.
본 개시내용은 예시되는 설계를 갖는 것으로 설명되었지만, 본 개시내용은 본 개시내용의 정신 및 범위내에 추가로 변형될 수 있다. 그러므로 본 출원은 그의 일반적인 원리를 사용하여 임의의 변화, 사용 또는 적용을 포괄하고자 한다. 또한, 본 출원은 본 개시내용이 속하는 기술 분야에 공지되거나 또는 통상적인 실시에 따라 본 개시내용으로부터의 이탈을 포함하도록 의도된다.

Claims (56)

  1. 하기 화학식을 갖는 화합물로서:
    B-W-X-Y-Z
    상기에서 B는 CA IX-표적화된 분자이고;
    W는 연장된 소수성 잔기이고;
    X는 소수성 스페이서이고;
    Y는 아미노산 스페이서이고; 및
    Z는 NIR 염료인 것인 화합물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 B는 소분자, 리간드, 저해제, 효능제, 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 B는
    Figure pct00027

    Figure pct00028

    Figure pct00029

    Figure pct00030

    및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택되고, 및
    상기 n은 1, 2, 3, ...이고, m은 0, 1, 2, 3, ...이고, 및 p는 0, 1, 2, 3, ...인 것인 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 B는 3-((2-(시클로옥틸아미노)-3,5,6-트리플루오로-4-술파모일페닐)수포닐)프로포노산 또는 (C-SPA) 또는 그의 유도체인 것인 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 W는 소수성 아미노산 또는 모이어티인 것인 화합물.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 W는 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, Arg, Lys, Asp, Glu, 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 소수성 아미노산인 것인 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 W는:
    알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 메티오닌 또는 방향족 기, 시클로헥실 기, 티로신, 및 그의 유도체를 포함하는 중성 비극성 아미노산;
    아르기닌, 히스티딘, 및 리신 및 그의 유도체와 같은 염기성 (포지티브 대전된) 아미노산; 및
    글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 및 글루타민 및 그의 유도체와 같은 중성 극성 아미노산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 W는 방향족 아미노산 및 그의 유도체인 것인 화합물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 W는 소수성 잔기 및 그의 유도체인 것인 화합물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 W는 대전된 것인 화합물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 소수성 링커인 것인 화합물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 길이가 7개 원자 내지 14개 원자인 것인 화합물.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 8 아미노옥토노산 (eight aminooctonoic acid: EAOA), 폴리에틸렌 글리콜 (polyethylene glycol: PEG), 폴리에틸렌 아민 (polyethylene amine: PEA), 및 N-아미노-dPEG2 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 X는:
    6 아미노헥타노산 (six aminohectanoic acid: SAHA), 8 아미노옥토노산 (EAOA), 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리에틸렌 아민 (PEA) 유닛, 6개 원자의 사슬, 길이가 6개 원자인 스페이서, 및 길이가 6 내지 20개의 원자인 사슬, 및 아릴 또는 아릴 알킬 기를 포함하는 펩티드로서, 각각은 선택적으로 치환되고, 하나의 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 6 내지 약 10, 또는 약 6 내지 약 14개의 원자이고, 및 다른 아릴 또는 아릴 알킬 기는 약 10 내지 약 14, 또는 약 10 내지 약 15개의 원자, 또는 약 1 내지 약 20개의 원자인 것인 펩티드로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 가변적으로 (variably) 대전되는 것인 화합물.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 포지티브 대전된 아미노산 (예컨대 Arg, Lys, Orn) 또는 4차 아민 함유 아미노산을 손상시키는 (compromising) 펩티드인 것인 화합물.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 네가티브 전하를 갖는 것인 화합물.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 X는 포지티브 전하를 갖는 것인 화합물.
  19. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는:
    아스파르트산, 글루탐산 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 산성 아미노산;
    아르기닌, 히스티딘, 리신, 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 염기성 아미노산;
    글리신, 세린, 트레오닌, 시스테인, 티로신, 아스파라긴, 글루타민 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 중성 극성 아미노산; 및
    알라닌, 류신, 이소류신, 발린, 프롤린, 페닐알라닌, 트립토판, 메티오닌, 및 그의 유도체로 구성된 군으로부터 선택된 중성 비극성 아미노산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  20. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 방향족 아미노산 또는 그의 유도체인 것인 화합물.
  21. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 포지티브 전하를 갖는 것인 화합물.
  22. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 네가티브 전하를 갖는 것인 화합물.
  23. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 칼코겐-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서인 것인 화합물.
  24. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 황-함유 곁사슬 기를 갖는 아미노산 스페이서인 것인 화합물.
  25. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 시스테인, 메티오닌, 및 황-함유 티오페놀 모이어티를 갖는 아미노산 스페이서로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물.
  26. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 티로신의 방향족 고리 상에 탄소 동위원소를 갖는 티로신을 포함하는 것인 화합물.
  27. 청구항 1에 있어서, 상기 Y는 수소 동위원소를 갖는 방향족 고리를 갖는 아미노산을 포함하는 것인 화합물.
  28. 청구항 1에 있어서, 상기 Z는 포지티브 전하를 갖는 것인 화합물.
  29. 청구항 1에 있어서, 상기 Z는 네가티브 전하를 갖는 것인 화합물.
  30. 청구항 1에 있어서, 상기 Z는 LS288, IR800, SP054, S0121, KODAK, S2076, S0456,
    Figure pct00031

    Figure pct00032

    Figure pct00033

    Figure pct00034
    로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 R41, R42, R43, R44, R45, R46, R47, R48 = H 또는 SO3H; X = O, S, 또는 N인 것인 화합물.
  31. 청구항 1에 있어서,
    B는 C-SPA 또는 그의 유도체를 포함하고;
    X는 EAOA, PEG 및 PEA로 구성된 군으로부터 선택되고;
    Y는 티로신, 페닐알라닌-티로신, 히스티딘-티로신, 페닐알라닌-아르기닌-티로신, 및 히스티딘-티로신으로 구성된 군으로부터 선택되고; 및
    Z는 S0456을 포함하는 것인 화합물.
  32. 하기 구조식을 갖는 화합물, 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 그의 동위원소 (isotopes)로서:
    Figure pct00035

    상기에서:
    R19는 수소 또는 SO3H를 나타내고;
    R20은 수소, CH3, C3H6SO3 -, C3H6SO3H 또는 C4H8SO3 -, 또는 C4H8SO3H 또는 C3H6N+(CH3)3을 나타내고;
    R21은 탄소, 선택적으로 하나 이상의 공유 결합 (sharing bonds)을 나타내고,
    R22는 선택적으로 하나 이상의 공유 결합을 갖는 탄소를 나타내고;
    R22는 방향족 고리와 비닐 고리 사이에 질소, 산소, 또는 황 또는 원자 부재 직접적인 C-C 결합을 나타내고;
    R24는 선택적이고 및 존재하는 경우 밝기 (brightness) 및 비닐 에테르 연결의 안정성을 증가시키는 것과 같은 스펙트럼 특성 (spectral properties)을 향상시키는 방향족 치환 기를 나타내고;
    R25는 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Trp, His 또는 그의 유도체와 같은 방향족 아미노산, Arg, Lys, 또는 그의 유도체와 같은 양이온성 아미노산, Asp, Glu 또는 그의 유도체와 같은 음이온성 아미노산, 방향족/ 양이온성/ 음이온성 산 또는 그의 유도체의 비천연 아미노산을 갖는 링커 (linkers)를 나타내고;
    R26은 선택적이고 및 존재하는 경우 선형 탄소 사슬, 또는 폴리에틸렌 글리콜 링커, 양이온성 링커, 또는 그의 유도체를 나타내고;
    R24는 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, Arg, Lys, Asp, Glu, 또는 그의 유도체와 같은 소수성 모이어티를 나타내고;
    R28은 소수성 링커이고; 및
    R29는 선택적이고 및 존재하는 경우 F, NO2, 또는 그의 것과 같은 분자의 결합 친화도, 안정성, 소수성을 향상시키는 방향족 치환 기를 나타내고;
    R30은 선택적이고 및 존재하는 경우 Phe, Val, Leu, Ile, Trp, His, 또는 그의 유도체와 같은 소수성 모이어티 또는 시클로헥실, 시클로옥틸, 또는 그의 유도체와 같은 시클릭 모이어티를 나타내는 것인 화합물.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 화합물은 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 화합물:
    Figure pct00036

    Figure pct00037

    Figure pct00038

    Figure pct00039

    Figure pct00040

    Figure pct00041

    Figure pct00042

    Figure pct00043

    Figure pct00044

    Figure pct00045
    .
  34. 청구항 1에 있어서, 상기 화합물은 약 500 nm 내지 약 900 nm의 흡수 및 방출 최대치를 갖는 것인 화합물.
  35. 청구항 1에 있어서, 상기 화합물은 상기 조직 세포 중에 그의 분포 후에 형광을 발하도록 제조된 것인 화합물.
  36. 청구항 1에 있어서, 상기 화합물을 근적외선 파장의 여기 광 (excitation light)으로 처리하여 상기 화합물이 형광을 발하도록 제조된 것인 화합물.
  37. 청구항 1에 있어서, 상기 화합물은 C-SPA의 결합 친화도와 유사한 카르본산 안히드라제 IX (carbonic anhydrase IX)에 대한 결합 친화도를 갖는 것인 화합물.
  38. 청구항 1에 있어서, 상기 화합물은 종양 세포에의 표적화에 대해 고도로 선별적인 것인 화합물.
  39. 청구항 1에 있어서, 상기 화합물은 성분 X 또는 W-X-Y로 이루어진 링커를 포함하는 것인 화합물.
  40. 청구항 39에 있어서, 상기 링커는 방출가능한 (releasable) 것인 화합물.
  41. 청구항 39에 있어서, 상기 링커는 길이가 적어도 약 6개의 원자인 것인 화합물.
  42. 청구항 39에 있어서, 상기 링커는 길이가 약 6 내지 약 20개의 원자인 것인 화합물.
  43. 청구항 39에 있어서, 상기 링커는 길이가 적어도 약 10 옹스트롬 (Å)인 것인 화합물.
  44. CA IX를 발현하는 생물학적 조직을 광학적 영상화하는 방법으로서, 상기 방법은:
    (a) 상기 생물학적 조직을 청구항 1의 조성물과 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 조성물 중의 상기 화합물을 상기 생물학적 표적 내부에 분포시키기 위한 시간을 허용하는 단계;
    (c) 상기 화합물에 의해 흡수될 수 있는 파장의 여기 광으로 상기 조직에 조사하는 (illuminating) 단계; 및
    (d) 상기 화합물에 의해 방출된 광학적 신호를 검출하는 단계를 포함하는 방법.
  45. 청구항 44에 있어서, 상기 화합물에 의해 방출된 신호를 사용하여 영상을 구축하는 것인 방법.
  46. 청구항 44에 있어서, 상기 조직은 피험체내에 있고, 상기 피험체는 동물 또는 인간인 것인 방법.
  47. 청구항 44에 있어서, 상기 단계 (a)에서 신호 특성들을 구별할 수 있는 둘 이상의 형광 화합물들을 상기 조직과 접촉시키고, 및 선택적으로 상기 조직은 피험체내에 있는 것인 방법.
  48. 청구항 43에 있어서, 상기 조사 및 검출 단계는 내시경, 카테터, 단층촬영 시스템, 핸드-헬드 (hand-held) 광학적 영상화 시스템, 수술용 고글, 또는 수술 중 현미경 (intra-operative microscope)을 사용하여 수행되는 것인 방법.
  49. 생물학적 시료에서 표적 세포 타입을 확인하는 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 상기 생물학적 시료를 청구항 1의 화합물과, 상기 화합물과 표적 세포 타입의 적어도 하나의 세포의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 접촉시키는 단계; 및
    b) 선택적으로 상기 생물학적 시료에서 상기 화합물의 존재 또는 부재를 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 검출 단계 b)에서 상기 화합물의 존재는 상기 표적 세포 타입이 상기 생물학적 시료에 존재한다는 것을 나타내는 것인 방법.
  50. 청구항 49에 있어서, 상기 표적 세포 타입은 진단 목적을 위해 영상화되는 조직인 것인 방법.
  51. 청구항 49에 있어서, 상기 조직은 종양 또는 림프절인 것인 방법.
  52. 청구항 49에 있어서, 상기 표적 세포 타입은 암성 (cancerous)인 것인 방법.
  53. 청구항 52에 있어서, 상기 암은 뇌, 유방, 자궁경부, 직장 및 폐 암으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  54. 피험체에서 영상 안내된 수술 (image guided surgery)을 수행하는 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 청구항 1의 화합물을 소정의 수술 부위에 축적시키는데 충분한 조건하에 및 시간 동안 청구항 1의 화합물을 포함하는 조성물을 투여하는 단계;
    b) 상기 화합물에 적외선 광을 사용하여 조사함으로써 상기 화합물을 가시화하는 단계; 및
    c) 상기 적외선 광에 의한 여기 시에 형광을 발하는 부위의 수술 절제 (surgical resection)를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  55. 피험체에서 질환을 진단하는 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 진단을 필요로 하는 피험체에게 소정량의 청구항 1의 화합물을, 상기 화합물과 표적 세포 타입의 적어도 하나의 세포의 결합을 허용하는 시간 동안 및 조건하에, 투여하는 단계;
    b) 상기 생물학적 시료에 존재하는 청구항 1의 화합물로부터의 신호를 측정하는 단계;
    c) 상기 단계 b)에서 측정된 신호를 적어도 하나의 대조군 데이터 세트와 비교하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 대조군 데이터 세트는 표적 세포 타입을 포함하지 않는 생물학적 시료와 접촉된 청구항 1의 화합물로부터의 신호를 포함하는 것인 단계; 및
    d) 질환의 진단을 제공하는 단계로서, 상기 단계 c)에서의 비교는 상기 질환의 존재를 나타내는 것인 단계를 포함하는 방법.
  56. 청구항 1의 화합물을 포함하는 키트 (kit).
KR1020187027616A 2016-03-16 2017-03-16 Ca ix-표적 nir 염료 및 그의 용도 KR102342319B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662309412P 2016-03-16 2016-03-16
US62/309,412 2016-03-16
PCT/US2017/022824 WO2017161197A1 (en) 2016-03-16 2017-03-16 Ca ix-target nir dyes and their uses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180123216A true KR20180123216A (ko) 2018-11-15
KR102342319B1 KR102342319B1 (ko) 2021-12-23

Family

ID=59851675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187027616A KR102342319B1 (ko) 2016-03-16 2017-03-16 Ca ix-표적 nir 염료 및 그의 용도

Country Status (11)

Country Link
US (2) US10557854B2 (ko)
EP (1) EP3430383B1 (ko)
JP (1) JP7285537B2 (ko)
KR (1) KR102342319B1 (ko)
CN (1) CN109791107B (ko)
AU (1) AU2017234681B2 (ko)
BR (1) BR112018068142B1 (ko)
CA (1) CA3016191A1 (ko)
IL (1) IL261470B (ko)
MX (1) MX2018011130A (ko)
WO (2) WO2017161197A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11555821B2 (en) 2016-03-16 2023-01-17 On Target Laboratories, Inc. CA IX-NIR dyes and their uses
EP3672615A4 (en) * 2017-08-22 2021-04-21 Purdue Research Foundation FBSA-BASED THERAPEUTIC AND RADIO-IMAGING CONJUGATES TARGETING CARBONIC ANHYDRASE POSITIVE CANCERS
WO2019133914A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-04 Wayne State University Method of treatment for solid tumors containing hypoxia and/or stroma features
WO2020131980A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 Purdue Research Foundation Carbonic anhydrase inhibitors and antibiotics against multidrug resistant bacteria
CN110790724B (zh) * 2019-09-20 2023-01-31 中山大学 一种选择性碳酸酐酶抑制剂及其合成方法和应用
US20240000946A1 (en) * 2020-12-03 2024-01-04 Vilnius University Carbonic anhydrase inhibitors synthesized on interconnecting linker chains
AU2022271866A1 (en) * 2021-05-14 2023-12-07 Purdue Research Foundation Folate receptor-targeted conjugates with brush border membrane enzyme-cleavable linkers and methods of use in imaging and treating cancer
WO2023081301A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 On Target Laboratories, LLC Fibroblast activation protein targeted dyes their related uses
JP2024518287A (ja) * 2022-02-11 2024-05-01 シーバイオメックス カンパニー リミテッド 炭酸脱水素酵素ｉｘを標的にするペプチドリガンド、これを含むペプチド構造体及びその用途
WO2024023144A1 (en) 2022-07-28 2024-02-01 Bracco Imaging Spa Ca-ix targeting fluorescent probes
WO2024023138A2 (en) 2022-07-28 2024-02-01 Bracco Imaging Spa Ca-ix targeting fluorescent probes

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7833734B2 (en) 2002-11-26 2010-11-16 Institute Of Virology Of The Slovak Academy Of Sciences CA IX-specific inhibitors
WO2006137092A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Supuran Claudiu T Fluorescent sulfonamide derivatives having carbonic anhydrase inhibiting activity and their use as theapeutic and diagnostic agents
US11077212B2 (en) 2010-08-24 2021-08-03 H. Lee Moffitt Cancer Center And Research Institute, Inc. Molecular imaging of cancer cells in vivo
WO2012154884A2 (en) 2011-05-09 2012-11-15 The Regents Of The University Of California Method and compositions to promote plant growth in metal contaminated environments
EP2707102B1 (en) * 2011-05-09 2019-11-13 Visen Medical, Inc. Carbonic anhydrase targeting agents and methods of using same
US10406248B2 (en) * 2011-09-10 2019-09-10 H. Lee Moffitt Cancer Center And Research Institute, Inc. Molecular imaging of cancer cells in vivo
EP2855520B1 (en) * 2012-06-04 2018-09-26 Novartis AG Site-specific labeling methods and molecules produced thereby
LT6064B (lt) 2012-10-15 2014-08-25 Vilniaus Universitetas Fluorinti benzensulfonamidai kaip karboanhidrazės inhibitoriai
ITRM20130138A1 (it) 2013-03-07 2014-09-08 Consiglio Nazionale Ricerche Assemblato comprendente un assorbitore della luce nel vicino infrarosso legato covalentemente ad un inibitore dell'anidrasi carbonica
AU2013383382B2 (en) * 2013-03-15 2017-02-23 Purdue Research Foundation Synthesis and composition of amino acid linking groups conjugated to compounds used for the targeted imaging of tumors
CA3008111C (en) 2014-02-03 2019-09-24 Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich Low molecular weight drug conjugates for binding to carbonic anhydrase ix
US9808538B2 (en) * 2015-09-09 2017-11-07 On Target Laboratories, LLC PSMA-targeted NIR dyes and their uses

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Groves Kevin 외. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. Vol. 22(1), pp. 653-657 *
Nikilaus Krall 외. Angewandte Chemie International Edition. Vol. 53(16), pp. 4231-4235 *
Tai-Cheng Hou 외. Chemical Science. Vol. 6(8), pp. 4643-4649 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109791107A (zh) 2019-05-21
CA3016191A1 (en) 2017-09-21
US10557854B2 (en) 2020-02-11
EP3430383B1 (en) 2024-06-26
US20200174009A1 (en) 2020-06-04
AU2017234681B2 (en) 2021-07-01
BR112018068142B1 (pt) 2023-02-14
IL261470B (en) 2022-05-01
WO2017161197A1 (en) 2017-09-21
JP7285537B2 (ja) 2023-06-02
IL261470A (en) 2018-10-31
CN109791107B (zh) 2022-05-27
JP2019512500A (ja) 2019-05-16
EP3430383A1 (en) 2019-01-23
US20170285040A1 (en) 2017-10-05
MX2018011130A (es) 2018-11-22
AU2017234681A1 (en) 2018-09-27
BR112018068142A2 (pt) 2019-02-12
EP3430383A4 (en) 2019-10-23
KR102342319B1 (ko) 2021-12-23
WO2017161195A1 (en) 2017-09-21
US10746741B2 (en) 2020-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102342319B1 (ko) Ca ix-표적 nir 염료 및 그의 용도
AU2016318949B2 (en) PSMA-targeted NIR dyes and their uses
JP6192799B2 (ja) 腫瘍の標的画像化に使用される化合物にコンジュゲートしているアミノ酸連結基の合成および組成物
US10308606B2 (en) PSMA-targeted NIR dyes and their uses
US11555821B2 (en) CA IX-NIR dyes and their uses

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right