KR20190056758A

KR20190056758A - 종양줄기세포 특성의 암을 치료하기 위한 항암 병용 요법

Info

Publication number: KR20190056758A
Application number: KR1020170154036A
Authority: KR
Inventors: 한성호; 홍태준
Original assignee: 주식회사 지뉴브
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-05-27

Abstract

본원발명은 젬시타빈과 병용하여 췌장암의 치료에 사용하기 위한 다이설피람과 베르테포르핀을 유효성분으로 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 기존의 항암 치료요법에 대해서 내성을 나타내는 종양줄기세포를 효과적으로 제거하며 기존의 항암제와 병용할 때 항암 활성을 높임으로써 기존 항암치료법으로 예후가 좋지 않은 췌장암과 같은 내성을 나타내는 암에 효과적인 치료법을 제공할 수 있다.

Description

종양줄기세포 특성의 암을 치료하기 위한 항암 병용 요법 {Combination therapy for treating cancers characterized by having cancer stem cells}

본 발명은 종양줄기세포 (cancer stem cell, CSC)를 효과적으로 제거할 수 있는 항암 병용요법에 관한 것으로, 종양줄기세포 특성을 갖는 암의 마커로 알려진 ALDH (aldehyde dehydrogenase) 억제제인 다이설피람 (disulfiram, DSF) 및 YAP (yes-associated protein)의 억제제인 베르테포르핀 (verteporfin, VP)를 포함하는 항암 조성물에 관한 것이다.

종양을 이루는 종양세포 중에서는 줄기세포의 특성을 지니면서 종양의 성장 및 진행, 재발에 기여하는 소수의 세포군이 존재하는데, 이를 종양줄기세포 (cancer stem cell, CSC)라 정의한다. 종양줄기세포의 존재는 인체의 혈액, 뇌, 유방암 및 췌장암 등에서 확인되었으며 (Li et al. 2007), 종양줄기세포는 암의 성장 및 전이에 관여한다고 보고된 바 있다 (Hermann et al. 2007).

췌장암은 10대 암 사망원인 중 하나인 암으로, 5년 이상 생존율이 5% 이하로 알려진 예후가 매우 좋지 않은 암이다. 수술적 절제가 가능한 경우는 20% 이내이며, 수술적 절제가 불가능한 환자에게는 항암화학요법 및 방사선 치료를 하고 있으나, 전이율 및 재발률이 높으며 장기 생존율은 크게 개선되고 있지 않은 상태이다. 수술이 가능한 환자라 하더라도 수술 후의 중앙 생존값은 10-20개월에 불과하다.

췌장암의 표준적인 치료법으로는 젬시타빈 (gemcitabine)이 주로 사용되고 있는데, 영국에서 수행된 임상 시험에 따르면, 젬시타빈과 카페시타빈 병용요법의 경우 병용 요법 처리군의 중앙 생존값은 7.1개월인 반면, 젬시타빈 단독의 경우 중앙 생존값은 6.2개월, 1년 생존율은 각각 24.3%, 22%로 나타났다. 이와 같이 젬시타빈을 기반으로 한 복합적인 항암제 병용 요법에 대한 연구가 다양하게 시도되어 왔으나, 대부분의 병용 요법은 임상 1상 또는 2상에서는 젬시타빈 단독 요법에 비해 좋은 효과를 보인 반면, 임상 3상 연구에서는 환자의 생존율 향상으로 이어지지는 않았다.

췌장암의 90% 이상은 췌액을 운반하는 췌관의 세포에서 발생하는데 이를 췌관암이라 하며, 일반적으로 췌관암을 췌장암이라 한다. 췌관암 (pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)은 특히 예후가 매우 불량하다고 알려져 있으며, 특히 췌관선암종에서 젬시타빈 등 기존 항암 치료에 대해 내성을 나타내는 종양줄기세포의 비율이 높은 경우, 종양줄기세포 제거를 포함한 효과적인 치료 대응책이 필요하다.

다이설피람(disulfiram, DSF)은 상표명 안타부스 (Antabuse®)로도 알려져 있는 약물 남용 및 알코올 중독에 사용되는 약물이다. 다이설피람은 알데하이드 디하이드로지네이즈 (aldehyde dehydrogenase, ALDH)의 억제제 (inhibitor)로 알려져 있으며, 이를 통해 알코올 섭취시 유독한 알데하이드(aldehyde)를 축적 시킨다. 이는 소량의 알코올 섭취에도 심한 불쾌 증세를 유발함으로써 만성 알코올 중독의 치료에 오랜 기간 사용되어왔다. 근래에 다이설피람의 항암효과에 대한 연구가 진행됨에 따라 다이설피람은 신약 재창출 (drug repositioning)의 대상으로 주목받으면서 이에 대한 임상시험이 진행되고 있다 (Triscott et al. 2015).

알데하이드 디하이드로지네이즈(aldehyde dehydrogenase, ALDH)는 췌관암의 종양줄기세포에서 발현이 증가되어 있음이 발표되었다 (Kim et al. 2013). 이와 같은 ALDH의 발현 증가는 암세포의 생장 및 약물저항성과 연관되어 있음이 보고되었다 (Choi et al. 2014, Schafer et al. 2012). ALDH의 억제제인 DSF는 ALDH 발현양이 높은 뇌암세포들에서 NAD⁺/NADH 비율을 증가시킴으로써 자가재생, 세포생존 및 생장을 감소시켰으며, 세포사멸과 세포주기 억제를 유발하였다 (Choi et al. 2015). 약제내성을 갖는 위암 세포들도 높은 수준의 ADLH1A 발현을 나타내었으며, ALDH 억제제로서 DSF는 이러한 약제내성 세포들을 제거하였다. ALDH 저해는 ROS (reactive oxygen species)를 유독한 수준으로 축적 시켰으며, 결과적으로 약제내성 세포군들에 DNA 손상 및 세포사멸을 유도하였다(Raha et al. 2014).

췌관암 유래의 세포들 중에서 ALDH의 발현이 높은 세포들은 CSC의 특성을 나타내며, in vivo xenograft 모델에서 DSF는 낮은 농도의 gemcitabine과 병용시 상가적인(additive) 효과를 나타내었다 (Kim et al. 2013, 임대식 and 김상겸 2013).

미국특허 제6,589,987호(출원일 1999년 9월 8일)에서는 다이설피람이 종양 세포의 항암 화학요법에 대한 감수성을 증진시키며, 항암 화학치료제와 병용하였을 때 종양 치료의 효율을 증가시킬 수 있다고 보고하고 있다. 최근에 다이설피람의 이러한 효과는 세포막에서 세포 밖으로 다양한 세포독성 약물을 펌핑하여 내보내는 역할을 하는 P-글리코프로틴 펌프 (P-glycoprotein pump)의 활성을 다이설피람이 억제하여 나타나는 것으로 설명되고 있다. 이러한 효과는 종양 세포에서 P-글리코프로틴 활성으로 유발되는 약물 내성을 감소시키고, 종양 세포의 항암 화학요법에 대한 감수성을 증진시킨다.

기타 DSF의 생리학적 작용으로는 다음과 같은 것들이 알려져 있다.

DSF는 강한 thiol-반응성의 작용기를 가지고 있으며, ALDH 뿐아니라 DNA 메틸전이효소의 반응성 시스테인을 공격하여 그 활성을 억제한다 (Varinder et al. 2013).

DSF는 NUP98-PHF23와 히스톤 (H3K4me3)의 결합을 저해하여 종양줄기세포의 특징적인 Hoxa, Hoxb, Meis1 등의 발현을 감소시킨다고 발표된 바 있다 (Gough et al. 2014).

DSF는 DNA (Cytosine-5-)-Methyltransferase 1 (DNMT1)의 억제제로 작용하여 전립선암 세포주에서 전반적인 5meC의 양을 감소시켰으며, 암세포주의 성장을 억제하였다 (Lin et al. 2011).

DSF는 교아세포종 (glioblastoma) 세포의 성장 및 자기 재생 (self-renewal)을 억제하였으며, 이 세포들에서 기존에 PLK1의 전사 및 발현량을 감소시켰다 (Triscott et al. 2012).

DSF는 구리 이온과 복합체를 구성하며, 유방암 세포주에서 ALDH1의 활성을 억제하여 CSC유사 세포들의 사멸을 유도하였다 (Kim et al. 2016).

DSF는 구리-의존적으로 난소암 세포들에서 산화적 환경을 유도함으로써 세포사멸을 유발하였다. 이는 열충격 단백질 (heat shock protein)들의 발현을 유발하였으며, 특히 HSP27은 aggregate를 형성하여 침전되었다. Auranofin에 의한 티오레독신 (thioredoxin) 시스템의 억제는 암세포에 대한 세포독성을 더욱 향상시켰다 (Papaioannou et al. 2014).

베르테포르핀 (verteporfin, VP)은 상품명 비쥬다인 (Visudyne®)으로도 알려져 있으며, 노인성 황반변성 (age-related macular degeneration) 등의 치료에 사용되는 포르피린 광감작제이다. 이 광감작제는 빛과 산소 존재 하에 활성산소를 유발하여 주변조직을 괴사시킴으로 작용한다.

VP는 항암 타겟으로 주목받게 된 YAP/TEAD 억제제로 알려지게 되었으며, DSF와 유사하게 신약 재창출 (drug repositioning)의 대상으로 주목받으면서 임상시험이 진행되고 있다.

VP는 in vitro 상에서 YAP과 결합하여 YAP과 TEAD간의 상호작용을 억제하는 것으로 알려졌다. 이는 빛과는 무관하게 발생하는 것으로 보고되었다 (Liu-Chittenden et al. 2012). 또한 VP는 14-3-3σ의 발현량을 증가시켜 YAP을 세포질에 고정시키고 분해되도록 유도하였으며, 이는 p53을 필요로 하였다 (Wang et al. 2016). 삼중음성(triple negative) 유방암 세포주와 ALDH1A1-양성 유방암 종양줄기세포에서는 핵 내에 존재하는 YAP/TAZ의 비율이 높음이 관찰되어 (Kim et al. 2015), YAP이 줄기능 (stemness)과 연관되어 있음을 알 수 있다. VP는 췌관암의 치료에 사용되는 젬시타빈 (gemcitabine)에 의해 유발된 자가포식 (autophagy)을 억제하여 암세포의 생장과 생존을 다소 감소시킨다고 보고되었다 (Donohue et al. 2013).

US 6,589,987 KR 10-1642264 B1 KR 10-1242726 B1 KR 10-0433507 B1 KR 10-2015-0118159 A

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기존의 항암제만으로는 약제내성을 지닌 종양줄기세포까지 제거되기 어려우므로, 암의 재발 및 진행을 억제하는데 한계가 존재하였다. 특히 췌장암은 예후가 매우 좋지 않고, 절제 후에도 재발율이 매우 높은데, 이와 같은 증상에는 종양줄기세포가 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어 있다. 따라서 종양줄기세포를 효과적으로 억제할 수 있는 췌장암 치료제의 개발이 필요하다.

본 발명자들은 종양줄기세포 특성의 암, 특히 췌장암 치료에 효과적인 약제의 개발을 위하여 연구한 결과, 췌장암의 표준 치료제인 젬시타빈과 함께 다이설피람(DSF)과 베르테포르핀(VP)을 병용하는 경우 췌장암 종양줄기세포의 억제에 있어서 상승적인 효과를 나타냄을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다. 따라서, 본 발명은 젬시타빈과 병용하여 췌장암의 치료에 사용하기 위한 다이설피람과 베르테포르핀을 유효성분으로 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 젬시타빈, 다이설피람 및 베르테포르핀을 유효성분으로 포함하는 암 치료용 약학 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 “약학 조성물”에서 각 유효성분들은 하나의 제형 내에 함께 또는 각각 다른 제형 내에 개별적으로 포함될 수 있고, 동시에 또는 개별적으로, 또는 순차적으로 투여될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 “약학 조성물”은 반드시 물리적으로 하나의 제형 내에 모든 유효성분이 들어 있을 것을 필요로 하는 것은 아니고, 조합(combination)의 의미로도 사용될 수 있다.

본 발명에서 다이설피람과 베르테포르핀은 0.1:1 내지 4:1, 바람직하게는 0.1:1 내지 2:1, 더욱 바람직하게는 0.2:1 내지 2:1의 비율로 사용된다.

본원발명에서 약학 조성물의 “유효량”은 필요한 투여량 및 기간 동안, 목적하는 치료학적 또는 예방학적 결과를 성취하기에 유효한 양을 지칭한다.

“치료 유효량”은 상기 개인의 질병 상태, 연령, 성별 및 체중과 같은 인자 및 상기 개인에게서 목적하는 반응을 이끌어내는 상기 물질의 능력에 따라 변할 수 있다. 치료 유효량은 상기 물질의 독성 또는 유해 효과가 치료학적으로 이로운 효과에 의해 압도되는 양이다.

본 발명에서 다이설피람과 베르테포르핀의 조합물 또는 다이설피람, 베르테포르핀 및 젬시타빈의 조합물은 키트로써 제공될 수 있다. 본원에서 사용한 것처럼 "키트"는 다이설피람, 베르테포르핀, 및 젬시타빈을 개별적인 제형의 형태로 하나의 패키지 또는 별개의 패키지에 포함하는 것이다.

본 발명은 종양줄기세포 (cancer stem cell, CSC) 혹은 종양 유발세포 (tumor initiating cell, TIC)라고 칭해지는 종양세포 내의 특정 세포군(이하, '종양줄기세포' 또는 'CSC'로 총칭한다)의 특성을 갖는 암의 치료를 위한 병용 요법을 제공한다. 종양줄기세포 특성의 암은 기존의 항암 치료에 대하여 저항성을 가지므로, 그 예후가 좋지 않다. 따라서 기존의 항암 치료와는 다른 치료가 적용되어야 한다.

본 명세서에서 '종양줄기세포의 특성을 갖는 암(또는 종양)'은 암을 구성하는 세포군에서 종양줄기세포의 비율이 높은 암을 의미한다. 일반적인 종양세포 중의 종양 줄기세포 비율은 약 1% 이상 5% 미만이다. “종양줄기세포의 특성을 갖는 암”은 암을 구성하는 세포군에서 종양줄기세포의 비율이 5% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 또는 40% 이상인 경우를 의미한다.

종양 줄기세포(CSC)는 기존의 화학요법제에 대해서 저항성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 알데하이드 디하이드로지네이즈(aldehyde dehydrogenase, ALDH)는 췌관암의 종양줄기세포에서 발현이 증가되어 있음이 확인되었다. 또한, 종양 억제에 관여하는 Hippo 신호전달의 작용인자로 알려진 YAP 및 TAZ 단백질들이 다양한 암 유형에서 화학요법에 대한 저항성과 연관관계가 있음이 제시되었다. 예를 들어, 유방암 세포주에서 TAZ 과발현은 탁솔(taxol) 저항성과 관련이 있으며, YAP의 억제는 난소암 및 비소세포암(NSCLC)에서 엘로티닙(erlotinib)에 대한 약물 감수성(sensitivity)을 증가시키는 것으로 보고된 바 있다. 대장암에서는 세포독성약물에 내성을 나타내는 대장암 종양줄기세포의 비활성화 상태(quiescent status)가 선호되는데, 이는 5-플루오로우라실 (5-fluorouracil, 5-Fu)에 대한 약제내성과 연관되어 있다.

본 발명에 있어서, 종양줄기세포의 특성을 갖는 암은 일반 암세포와 비교하여 ALDH 또는 YAP 발현이 높고/높거나(ALDH^High, YAP^High), ALDH 억제제인 DSF와 YAP 억제제인 VP에 민감한 (DSF^Sensitive, VP^Sensitive) 특징을 나타낸다.

본 발명에 있어서, 종양줄기세포의 특성을 갖는 암은 췌장암, 췌관암, 유방암, 난소암, 자궁암, 대장암, 뇌 종양, 및 폐암으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본원발명에서 종양줄기세포 마커로 알려진 ALDH 및 YAP의 억제제를 포함하는 병용요법은 종양줄기세포 특성이 큰 암에 효과적인 것을 특징으로 하며, 상기 병용요법은 기존의 화학요법제에 대해 내성이 발생할 가능성이 증가된 암에서 암에 대한 감수성을 나타내는 기간을 증가시키고/시키거나 세포 내성의 발생을 지연시킴으로써 표준 치료에 비해 증가된 효능을 갖는 것을 특징으로 한다.

ALDH 억제제인 다이설피람은 알코올 중독증 치료를 위해 1일 100 내지 500 mg을 1 내지 2주일 동안 자기 전 경구투여하며, 유지용량은 1일 평균 250 mg이다. 다이설피람은 비교적 독성이 적으며, 설치류에서 LD₅₀은 8.6 g/kg이다 (The Merck Index, 10th ed., 1983). 알콜 섭취가 없는 경우, 일일 최대 3000 mg까지 안전한 것으로 알려져 있다.

본원발명에서 다이설피람은 상기 투여 용량과 비슷한 투여량으로 사용될 수 있다.

한 연구에 따르면, 유방암 세포주에서 DSF는 10 μM 보다 높은 농도에서만 세포독성을 유도할 수 있고, 이러한 투여량은 허용된 일일 투여량인 250 내지 500 mg에 의해서는 2 μM 이하로 인간 혈장에 존재하므로 용이하게 달성될 수 없는 것으로 보고되었다 (Allensworth et al., 2015). 그러나 DSF의 효력은 외부에서 Cu, Zn 이온과 같은 금속성 이온이 병용 투여될 때 상당히 증가하여 특정 세포주에서 DSF-Cu는 200 내지 300 nM 범위에서 IC₅₀을 나타낼 수 있다.

다이설피람과 병용하여 사용되는 금속 이온은 제약학적으로 적합한 염 형태에서 수용액 중으로 별도로 투여될 수 있다. 바람직하게는 이들은 다이설피람과 복합체를 형성하여 킬레이트 형태로 투여될 수 있다. 사용되는 금속 이온의 양은 적절하게는 킬레이트 중의 금속 이온과 다이설피람의 몰 비율을 기준으로 다이설피람 양에 비례하여 사용될 수 있다. 이들 킬레이트 또는 복합체를 제조하는 방법은 공지의 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 다이설피람은 금속성 이온, 바람직하게는 Cu2+ 또는 Zn2+와 함께 사용될 수 있다.

“베르테포르핀 (VP)”는 2000년도에 FDA 승인을 받은 이후로, 노화로 인한 시력감퇴 (macular degeneration)에서 광역학 요법 (photodynamic therapy)을 위한 임상 용도로 사용되어 왔다 (Novartis가 상표명 Visudyne®으로 마케팅). 광역학 요법에서는 690 nm 부근의 적외선 레이저 광 조사와 함께 사용된다. 최근에는 국소 진행성 췌장암에서 베르테포르핀의 광역학 요법의 임상 I/II상 연구가 진행된 바 있다. 최근에는 광역학 요법을 사용하지 않고도 베르테포르핀이 활성을 나타낼 수 있는 것으로 보고되고 있다. 예를 들어, 베르테포르핀의 YAP 억제제로서의 활성은 광 활성화없이 나타날 수 있으며, 대장암 세포주 (HCT-8/T) 또는 간세포암종에서 광 활성화 없이 YAP-TEAD 복합체를 억제하여 종양 세포주를 억제하거나 종양세포주의 항암제 내성을 감소시킬 수 있다고 보고되었다.

본원발명에서 사용되는 “베르테포르핀 (VP)”는 그린 포르피린의 일종으로, 벤조포르피린 유도체 모노엑시드 링 A (BPD-MA/B)로, 포르피린에서 유래하는 클로린 타입 분자를 말한다. 베르테포르핀은 BPD-MA 및 BPD-MB (각각은 상이한 이성질체 (enantiomers)의 라세믹 혼합물) 레지오이성질체 (regioisomers)의 동량의 혼합물로 존재한다.

본원발명의 항암요법에서 베르테포르핀 투여는 광활성화 없이 사용하거나, 또는 적외선 조사와 함께 사용될 수 있다.

본원발명에서, 다이설피람과 베르테포르핀을 종양줄기세포의 특성이 높은 것으로 알려진 췌장암세포주에 처리하는 경우 넓은 농도 범위에서 상승적인 억제 효과가 나타났다. 종양줄기세포에서는 ALDH의 발현 및 활성이 중요하다고 알려져 있으며, 췌장암 세포주 MIA PaCa-2에서는 항암제 젬시타빈 (gemcitabine)에 대한 내성이 높은 세포주에서 ALDH1A1의 발현 및 활성이 높음이 관찰되었다 (Duong et al. 2012). 또한, 종양줄기세포의 발생에 있어서는 YAP/TAZ의 활성화가 기여하는 것으로 알려져 있으며, 암세포의 생장, 전이, 그리고 약제내성에도 관여한다 (Zanconato et al. 2016). 그러나, 종양세포 및 종양줄기세포는 매우 불균일한 세포군으로 이루어져 있으므로, 암세포의 종류 및 진행정도에 따라 ALDH와 YAP/TAZ의 발현량 및 발현세포 비율, 활성정도가 다르다. 즉, 다이설피람 또는 베르테포르핀에 민감한(sensitive) 종양줄기세포군은 각기 다를 수 있기 때문에, 다이설피람(DSF) 또는 베르테포르핀(VP) 각각의 단독 사용보다는 동시에 사용하는 병용 요법이 종양줄기세포군 전체의 억제에 더 효과적인 것으로 생각된다.

본원발명에서 다이설피람은 바람직하게는 10 mg 내지 1,000 mg/일의 투여량으로, 바람직하게는 250 내지 1,000 mg/일, 더욱 바람직하게는 250 내지 500 mg/일의 용량으로 사용될 수 있다.

본원발명에서 베르테포르핀은 1일 10 내지 1,000 mg, 바람직하게는 20 내지 500 mg, 더욱 바람직하게는 100 내지 500 mg의 투여량으로 사용될 수 있다.

본원발명에서 다이설피람과 베르테포르핀의 용량비는 0.1:1 내지 4:1, 바람직하게는 0.1:1 내지 2:1, 더욱 바람직하게는 0.2:1 내지 2:1이다.

본원발명의 항암 조성물의 유효성분인 다이설피람 및/또는 베르테포르핀의 투여 경로는 경구투여, 정맥주사, 근육주사, 복강내주사, 패치 (patch) 부착 (경피투여) 등의 임상적으로 가능한 모든 방법을 사용할 수 있고, 환자의 상태에 따라 적절하게 선택할 수 있다.

기존의 항암치료요법으로는 치료 내성을 보이는 종양줄기세포 특성을 갖는 종양세포가 치료 후에도 완전히 제거되지 않고 남게 되거나 종양이 재발하는 원인이 된다. 예컨대 췌장암의 경우, 기존의 항암제로는 통상적으로 많이 사용되는 젬시타빈 (gemcitabine), 5-FU (fluorouracil), 시스플라틴 (Cisplatin), 지메라실 (gimeracil), 오테라실 칼륨 (oteracil potassium)을 비롯하여 각종 항대사약 (antietabolites), 알킬화 약물 (alkylating agents), 항생제 (antibiotics), 빈카 알칼로이드 (vinca alkaloids) 계열 항암제, 효소, 호르몬, 면역 치료제, 유전자변이에 대한 길항제 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 본 발명의 ALDH 억제제 및 YAP 억제제 병용요법으로 기존의 항암치료법에 대해 항암제 내성을 보이는 종양줄기세포를 제거함으로써, 본 발명의 병용요법 단독으로 또는 기존의 항암치료요법과 병용투여하여 치료 효과 상승을 볼 수 있다.

바람직하게는 본원발명의 다이설피람과 베르테포르핀의 병용요법은 젬시타빈 투여와 병용하여 사용될 수 있다.

췌장암에 대하여 단독요법으로 사용하는 경우 젬시타빈의 권장용법은 1,000 mg/m²을 30분에 걸쳐 정맥내 주입하되, 연속 7주 동안 주 1회씩 투여한 후, 다음 1주일은 쉬고, 뒤 이은 주기에는 연속 3주 동안 주1회씩 투여한 후 다음 1주는 쉬는 것으로 구성되어 있다. 환자 개개인의 이상반응 발현의 정도에 따라 용량을 줄이거나 처방을 연기할 수 있다. 본원 발명에서 다이설피람 및 베르테포르핀과 췌장암에 대하여 병용투여하는 경우 젬시타빈은 단독요법으로 사용하는 경우와 동일한 용법으로 사용할 수 있다.

본 발명의 항암 조성물은 종양줄기세포 특성을 갖는 악성 종양에서 특이적으로 과발현되는 YAP과 ALDH에 대한 억제제인 베르테포르핀과 다이설피람을 병용하여 종양줄기세포, 특히 항암제 저항성이 높은 종양줄기세포군을 사멸 시킴으로써, 기존의 항암제로 치료 효과가 좋지 않던 암, 예를 들어 췌장암에 대해서 우수한 치료 효과를 나타낼 수 있다. 본원발명의 항암 조성물을 기존의 항암제와 함께 사용함으로써 기존 항암제의 사용량을 크게 낮출 수 있고, 이로 인해 정상세포에 대한 부작용을 최소화하면서도 항암제 저항성인 암에 대해서 우수한 항암 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본원발명의 항암제 조성물은 종양줄기세포 특성의 암에서 나타나는 높은 재발율을 낮추는 효과를 얻을 수 있어, 개선된 암 치료 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 병용요법이 기존의 항암제(gemcitabine: GEM으로 표기) 및 단일 약물(disulfiram: DSF로 표기, verteporfin: VP로 표기)과 비교하였을 때 기존종양세포(파란색) 및/또는 종양줄기세포군(주황색, 녹색, 보라색)의 사멸 및 재발에 작용하는 효과를 나타낸 모식도이다.
도 2는 췌장암 세포주 BxPC-3에 대한 다이설피람의 GI50값을 산정한 그래프이다.
도 3은 BxPC-3에 대한 베르테포르핀의 GI50값을 산정한 그래프이다.
도 4는 BxPC-3에 대한 젬시타빈의 GI50값을 산정한 그래프이다.
도 5는 다이설피람과 베르테포르핀의 병용에 의한 BxPC-3 세포 성장억제 그래프이다.
도 6은 다이설피람, 베르테포르핀 및 젬시타빈 3종 병용에 의한 BxPC-3 세포 성장억제 그래프이다.

이하 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

젬시타빈, 다이설피람, 및 베르테포르핀 각각의 단독 투여시 췌장암 세포주 BxPC-3에 대한 성장 억제 효과

췌장암 세포주인 BxPC-3 (ATCC: CRL-1687, human pancreas epithelial adenocarcinoma cell line)을 10%(v/v) FBS (fetal bovine serum)와 1X penicillin/streptomycin을 첨가한 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium) 배지를 사용하여 배양하였다.

96-웰 플레이트에 웰 당 5Ｘ10⁵개의 BxPC-3 세포를 시딩하고, 다음날 젬시타빈, 다이설피람, 베르테포르핀을 각각 다양한 농도(0-10 μM)로 세포주에 처리하였다.

각 화합물을 처리한 뒤, 72시간 후에 세포성장을 CellTiter-Glo® (Promega)로 측정하였고, 측정 결과는 Graphpad Prism 프로그램으로 분석하였다.

그 결과를 도 2 내지 4에 나타냈다. 젬시타빈, 다이설피람, 베르테포르핀의 GI50 값은 각각 1.29 nM, 1.021 μM, 4.573 μM이었다.

다이설피람과 베르테포르핀 2종 병용시의 췌장암 세포주에 대한 성장 억제 효과

단계 1에서와 같은 배지에 배양한 BxPC-3를 96-well plate에 well 당 5Ｘ10⁵개 시딩하고, 다음날 다이설피람을 농도별(0~6400 nM, 1/2 dilution, 9 points)로 처리한 후 베르테포르핀을 단계 1에서 세포 생장억제가 30% 되는 농도(GI30)였던 3500 nM로 처리하였다.

화합물을 처리한 후 72시간 째에 세포성장을 CellTiter-Glo®로 측정하였으며, 측정 결과를 Graphpad Prism 프로그램으로 분석하였다.

그 결과를 도 5와 하기 표 1에 나타냈다. 표 1은 도5의 결과로 산정한 CI(combination index)값과, 이를 바탕으로 한 병용의 시너지 효과를 추가로 보여준다.

	다이설피람 (nM)	베르테포르핀 (nM)	Combination Index
GI₅₀ (nM)	1021	4573
다이설피람 + 베르테포르핀	25	3500 (GI₃₀)	1.010	Nearly additive
	50		2.569	Antagonism
	100		3.467	Strong antagonism
	200		1.884	Antagonism
	400		0.756	Moderate synergism
	800		0.221	Strong synergism
	1600		0.202	Strong synergism
	3200		0.347	Synergism
	6400		0.325	Synergism

표 1에서 보는 바와 같이 다이설피람은 400 내지 6400 nM의 농도에서 베르테포르핀 3500 nM과 병용시 췌장암 세포주에 대한 성장 억제 작용에 있어서 상승적인 효과를 나타냈다.

다이설피람과 베르테포르핀, 젬시타빈의 3종 병용처리시의 세포 성장 억제 효과

96-웰 플레이트에 웰 당 5Ｘ10⁵개의 BxPC-3 세포를 시딩하고, 다음날 다이설피람을 농도별 (0-6400 nM, 1/2 dilution, 9 point)로 처리한 후, 베르테포르핀과 젬시타빈을 세포 생장억제가 10% 되는 농도(GI10)인 1750 nM 및 3 nM로 각각 처리하였다.

화합물을 처리한 후, 72시간 뒤에 세포성장을 CellTiter-Glo®로 측정하였으며, 측정 결과를 Graphpad Prism 프로그램으로 분석하였다.

그 결과를 표 2와 도 6에 나타냈다. 하기 표 2는 도 6의 결과로 산정한 CI (combination index)값과, 이를 바탕으로 한 병용의 시너지 효과를 추가로 보여준다.

	다이설피람 (nM)	베르테포르핀+ 젬시타빈 (nM)	Combination Index
GI₅₀ (nM)	1021
다이설피람 + 베르테포르핀 + 젬시타빈	50	1750 + 3 (GI10)	2.365	Antagonism
	100		2.531	Antagonism
	200		2.824	Antagonism
	400		0.431	Synergism
	800		0.814	Moderate synergism
	1600		0.636	Synergism
	3200		0.653	Synergism
	6400		0.473	Synergism

표 2에서 보는 바와 같이, 다이설피람은 400 nM 내지 6400 nM의 농도에서 베르테포르핀 1670 nM 및 젬시타빈 3 nM과 함께 투여시 췌장암 세포주에 대한 성장 억제 작용에 있어서 상승적인 효과를 보였다.

실시예들의 결과를 종합하면, 본 발명에 따른 다이설피람과 베르테포르핀의 병용은 기존 항암제인 젬시타빈에 비하여 췌장암 세포주에 대한 증식 억제 효과가 높지는 않다. 이는 다이설피람과 베르테포르핀이 암세포의 대부분을 차지하는 일반 암세포군 보다, 극히 적은 비율로 존재하는 종양줄기세포군에 주로 작용하기 때문으로 생각된다. 종양줄기세포군은 적은 비율로 존재하지만 일반 항암제 처리시 사멸하지 않고 살아 남아 있다가 암이 재발하게 되는 원인이 된다(도 1 참조).

DSF와 VP의 췌장암 세포주 증식 억제 효과는 2종의 병용시에 상승작용을 나타내며 증가하였고, 젬시타빈을 추가한 3종 병용시에도 상승작용을 나타냈다. 이는 다이설피람(DSF)과 베르테포르핀(VP), 젬시타빈(GEM)이 각기 다른 암세포군, 즉 DSF-민감성 종양줄기세포군, VP-민감성 종양줄기세포군, 및 일반 암세포군의 증식을 각각 억제하였을 뿐 아니라, 병용시에 상승작용을 보임으로써 전체적으로 더 강한 암세포 증식 억제 효과를 나타냈기 때문인 것으로 생각된다. 따라서 본 발명의 다이설피람과 베르테포르핀의 조합은 기존의 췌장암 치료제인 젬시타빈과 병용하는 경우, 젬시타빈 단독사용보다 더 우수한 효과를 나타내는 항암제로 사용될 수 있고, 기존 항암제로 인한 내성의 유발을 막을 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

다이설피람과 베르테포르핀을 유효성분으로 포함하며, 각 유효성분을 동시에, 개별적으로, 또는 순차적으로 투여하기 위한, 종양줄기세포 특성을 갖는 암 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 종양줄기세포 특성을 갖는 암이 일반 암세포와 비교하여 ALDH 및/또는 YAP 발현이 높거나, ALDH 억제제 및/또는 YAP 억제제에 민감한 것을 특징으로 하는 것인 약학 조성물.
제2항에 있어서, 상기 암이 췌장암, 유방암, 난소암, 자궁암, 대장암, 뇌 종양, 및 폐암으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
제3항에 있어서, 상기 암이 췌장암인 약학 조성물.
제4항에 있어서, 젬시타빈과 병용하여 투여하는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
제4항에 있어서, 젬시타빈을 유효성분으로 더 포함하는 약학 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 다이설피람과 베르테포르핀이 0.1:1 내지 4:1 의 비율로 사용되는 약학 조성물.
제7항에 있어서, 다이설피람과 베르테포르핀이 0.1:1 내지 2:1의 비율로 사용되는 약학 조성물.
제8항에 있어서, 다이설피람과 베르테포르핀이 0.2:1 내지 2:1의 비율로 사용되는 약학 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 다이설피람이 Cu²⁺ 또는 Zn²⁺와 함께 사용되는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 베르테포르핀을 적외선 레이저광 조사와 함께 투여하는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.