KR20190090394A - 억제제-작용화된 초소형 나노입자 및 이의 방법 - Google Patents

억제제-작용화된 초소형 나노입자 및 이의 방법 Download PDF

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KR20190090394A
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토마스 피. 퀸
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카이 마
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Abstract

본원에는 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 폴리머, 단백질)에 공유 결합된 억제제(예를 들어, PSMA 억제제, 예를 들어, 가스트린-방출 펩티드 수용체 억제제) 및 금속 킬레이터를 함유한 신규한 컨쥬게이트가 기술된다. 이러한 컨쥬게이트는 자유, 비결합된 억제제/킬레이터 작제물과는 다른 성질을 나타낸다.

Description

억제제-작용화된 초소형 나노입자 및 이의 방법
관련 출원에 대한 상호 참조문헌
본 출원은 2016년 11월 30일에 출원된 미국출원번호 제62/427,845호의 이익을 주장하며, 이러한 문헌의 개시내용은 전문이 본원에 참고로 포함된다.
정부 지원
본 발명은 미국국립보건원(National Institutes of Health)에 의해 수여된 보조금 번호(grant number) CA092629 및 CA199081에 따라 정부 지원으로 이루어졌다. 정보는 본 발명에서 특정 권리를 갖는다.
서열목록
본 출원은 ASCII 포맷으로 전자적으로 제출된 서열목록을 포함하고, 전문이 본원에 참고로 포함된다. 2017년 11월 20일에 작성된 상기 ASCII 사본은 2003080-1491_SL.txt로 명명되고, 1,041 바이트(byte)의 크기를 갖는다.
기술분야
본 발명은 일반적으로, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 폴리머, 단백질)에 억제제 및 금속 킬레이터(metal chelator)를 결합시키기 위한 컨쥬게이트의 개발에 관한 것이다. 보다 특히, 특정 구체예에서, 본 발명은 초소형 나노입자에 전립선 특이적 막 항원(prostate specific membrane antigen; PSMA) 억제제 또는 가스트린-방출 펩티드 수용체(gastrin-releasing peptide receptor; GRPr) 억제제를 결합시키는 것에 관한 것이다.
전립선암(prostate cancer; PC)은 남성에게서 가장 일반적인 타입의 암들 중 하나이다. PC는 대개 서서히 성장하고, 초기에 전립샘에 국한되어 존재하는데, 여기서는 심각한 해를 야기시키지 않을 수 있다. 2017년에는 미국에서 26,730명의 남성이 PC으로 쓰러진 것으로 추정되며, 이러한 암은 남성에서 암-관련 사망의 두 번째로 흔한 원인이 된다. 전립선암-특이적 사망률의 주요 결정인자에는 높은 글리슨 스코어(Gleason score)(8 이상), 정낭 침입, 및 림프절(lymph node; LN) 전이가 있다. LN 전이의 존재 하에서, PC로 인한 사망의 장기간 위험은 실질적으로 증가되며, 23% 내지 42%로 추정된다. 또한, 종양 절제 시에, 음성 수술 절제면(negative surgical margin)을 얻는 것에 대한 실패는 부위에서 살아있는 암 세포를 잠재적으로 남겨 놓는 부적절한 제거(excision)를 시사한다. 여러 암에서, 양성 수술 절제면은 질병의 더 높은 국소 재발 및 전신 진행의 위험과 관련이 있다. 종양 단계 및 등급과는 달리, 양성 수술 절제면은 주로 외과의사의 능력에 의해 영향을 받는 유일한 예후 인자이다. 수술중 어려움은 종종, PC에 대한 근치적 전립선 절제술(radical prostatectomy) 또는 사지 육종(limb sarcoma)의 절제의 경우에서와 같이, 신경혈관 또는 뼈 구조 상의 종양 침입과 같은 해부학적 제약을 포함한다. 다른 기술적 어려움은 특히, 현미경학적 침윤(microscopic infiltration)을 위한, 수술 동안 건강한 조직으로부터 암성 조직을 시각적으로 구별하는 것에 대한 어려움을 포함한다. 정확한 종양 절제면(tumor margin)뿐만 아니라 잔여 암의 진원지(foci)를 실시간으로 검출하는 능력은 양성 수술 절제면의 비율을 감소시키고 이에 따라 치료 실패를 감소시키기 위해 외과의사가 잔여 암을 절제할 수 있게 할 것이다. 이는 또한, 암이 특정의 중요 구조에 존재하지 않고 이에 의해 불필요한 기능적 조직 손상을 감소시킨다는 확신을 제공할 것이다.
일부 타입의 전립선암이 천천히 성장하고 최소 치료를 필요로 하거나 치료를 필요로 하지 않을 수 있지만, 다른 타입은 공격적이다. 다양한 전립선 조직 특이적 표면 단백질은 치료제의 종양 흡수 및 체류를 개선시키기 위한 잠재적인 결합 타겟으로서 평가되었다. 가장 광범위하게 특징분석된 표면 단백질은 전립선-특이적 막 항원(PSMA)이다.
나노치료제 전달 비히클은 통상적으로, 본질적으로 치료제(예를 들어, 활성 약제학적 성분을 가지지 않음)이거나 치료제 전달 시스템으로서 기능을 하는, 직경이 약 1,000 nm 이하의 크기를 갖는 거대- 또는 초-분자 다성분 시스템이다. 최근에, 리포솜 나노입자 및 생물제제(biologic)는 FDA-승인 제품 또는 다양한 암 타입을 치료하기 위해 사용되는 임상 시험에서의 제품의 수의 큰 비율을 포함하며, 다소의 폴리머-기반 입자 제형은 현재 초기 단계 시험에 있다.
나노치료제 전달 시스템을 위한 요망되는 후보물질은 제어된 방식으로, PSMA 억제제와 같은 약물 화합물을 도입하고 방출하는 공통된 특징을 공유하며, 이는 약물 생체이용률 및 약동학을 바람직하게 변화시킬 수 있고, 타겟외(off-target) 독성을 최소화한다. 이상적으로, 여기에 영상화 라벨이 질병 부위에서 이의 정밀한 국소화 및 잔류를 평가하기 위해 도입된다.
그러나, 이러한 시스템은 상이한 메커니즘을 이용하여 기능한다. 예를 들어, 항체 약물 컨쥬게이트(ADC)는 주로 종양 세포의 활성 타겟화 및 약물 분자의 조건부 방출(conditional release)을 통해 더 낮은 약물 독성을 달성한다. 세포 표면 항원의 결합 시에, 활성 약물 방출은 세포 내재화 및 엔도솜 흡수 후에 일어난다. 다른 한편으로, 통상적으로 더 큰 페이로드(payload)(Doxil의 경우 약 10,000개의 약물 분자)로 수동적으로 로딩된 훨씬 더 큰 어셈블링된 복합체(약 20 내지 150 nm 직경)인, 리포솜 및 폴리머-기반 약물 전달 시스템은 일반적으로 타겟화 능력이 부족하다(BIND-014는 예외임). 이에 따라, 이러한 복합물은 주로 널리 공지된 향상된 침투성 및 체류(EPR) 효과에 의존한다.
또한, 방사성 면역컨쥬게이트 및 방사성 표지된 입자 프로브가 또한 전이를 영상화하기 위해 이용 가능하지만, 이러한 것은 이의 큰 크기(예를 들어, 20 nm 초과), 연장된 동력학 및 더 높은 백그라운드 신호에 의해 제한된다. 수술중 영상화를 위해 적합하지 않는 것 이외에, 초상자성 철 옥사이드 나노입자는 유망한 전임상 및 임상 결과를 나타내고 있지만, MRI 림프관조영 조영제로서 임상 사용을 위해 식품의약국(Food and Drug Administration)에서 승인받지 못하였다. 111In-표지된, 항-PSMA 모노클로날 항체(mAb) ProstaScint는 주로 전이 위험이 높은 환자에서 지시되었고, 느린 전신 분포를 나타내어 연장된(3일 이상) 주사후(p.i.) 영상화 간격을 초래한다. mAb-기반 영상화에 대한 개선이 외부 PSMA 에피토프를 결합시키는 J591 mAb의 사용, 및 PET 영상화를 위한 89Zr의 사용으로 인한 것이지만, 느린 mAb 타겟 인지 및 제거는 최적의 영상화 시간 프레임 미만을 초래하였다. 방사성 표지된 스테로이드, 예를 들어, 18F-플루오로디하이드로테스토스테론(18F-FDHT)은 매우 소수성이어서, 상당한 백그라운드 활성을 야기시킨다.
LN 전이의 수술전 검사를 위한 단면 영상화 및 영상화 트레이서의 역할은 제한적이며, 현재 입수 가능한 영상화 양상은 신뢰성이 없다. 최근 메타-분석은 82%의 특이도에서 42%로서의 LN 전이의 검출을 위한 CT의 민감도를 보고하였다. 현존하는 PET 트레이서는 또한, 차선적으로 수행한다. 18F-FDG가 가장 일반적으로 사용되지만, 이러한 특이도 및 민감도는 PC 단계 및 공격성(aggressiveness)에 따라 크게 달라진다. 11C-콜린은 90% 보고된 특이도 및 57% 민감도를 가지며, 18F-플루오로메틸콜린은 94%의 특이도 및 약 56%의 민감도를 갖는다. 추가적인 제한은 휴대용 수술용 프로브로 결절을 국소화하기 어렵게 만드는 11C 및 18F의 양전자 감쇠 동안 고에너지 감마 방출뿐만 아니라, 수술 직전에 트레이서 주사를 필요로 하고 전립선절제술 동안 상당한 방사선 노출을 초래하는 짧은 물리적 반감기를 포함한다.
PSMA 및 GRPr을 타겟으로 하는 길항제 펩티도-기반 제제 및 억제제는 전임상 PC 이종이식 모델을 영상화할 가능성을 나타낸다. 많은 이러한 펩티드-기반 PC-타겟화 프로브, 예를 들어, 널리 연구된 Lys-우레아-Glu PSMA 억제제(PSMAi) 프로브는 PC 영상화 및 치료법을 위한 다양한 링커 및 방사성금속 킬레이터로 개질되었다. 불행하게도, 많은 PSMA-타겟화 펩티도-프로브는 매우 높은 신장 및 타액샘 흡수로 고통을 당하고, 방사선치료 선량을 제한하고 효능을 감소시킨다. 또한, 68Ga- 또는 177Lu-GRPr 길항제, 즉 RM2의 비정상적으로 높은 췌장 흡수를 관찰하는 것이 일반적이며, 이는 달리 전임상 및 임상 연구에서 향상된 종양 흡수를 나타낸다. 중요하게, 68Ga-RM2가 PSMAi-68Ga-HBED에 비해 분명한 제거율 및 조직 분포 프로파일을 나타내어, 이종 수용체 발현의 이중-펩티드 영상화의 실행 가능성을 시사하지만, GRP(7-14) 및 PSMAi의 헤테로다이머 작제물은 높은 소화 흡수율로 타겟화함을 나타내고, 임상적 유용성을 제한한다.
대안적인 나노치료제 전달 시스템은 초소형 나노입자를 포함한다. PET 방사성 동위원소 및 인테그린-타겟화 펩티드 사이클로-(Arg-Gly-Asp-Tyr)(cRGDY)(SEQ ID NO: 1)로 이전에 표면-개질된 초소형(예를 들어, 20 nm 이하의 직경을 가짐) FDA-승인 형광 유기-실리카 입자(C 도트)는 인간에서 작업 분자 암 영상화제인 것으로 것으로 확인되었다. 예를 들어, C 도트는 벌크 신장 제거율(bulk renal clearance)을 나타내는 것 이외에 작은 및 더 큰 동물 및 인간 대상체 흑색종 모델에서 αvβ3 인테그린-발현 원발성 및/또는 전이성 병소 내에서 우선적으로 축적되는 것으로 나타났다. C 도트에 대한 세부사항은 미국특허번호 제8298677 B2호 "형광 silica-based nanoparticles", 미국공개번호 제2013/0039848 A1호 "형광 silica-based nanoparticles", 및 미국공개번호 US 2014/0248210 A1호 "Multimodal silica-based nanoparticles"에 기술되어 있으며, 이러한 문헌들의 내용은 전문이 본원에 참고로 포함된다. 또한, 14-머 펩티드 유사체, 알파-멜라노사이트 자극 호르몬(α-MSH)으로 추가적으로 표면-개질된 직경이 10 nm 이하 범위까지 조절 가능한, C' 도트로서 지칭되는, 초소형 폴리(에틸렌 글리콜)-코팅(PEG화된) 근적외선(NIR) 형광 실리카 나노입자는 악성 흑색종 세포 상에서 발현되는 멜라노코르틴-1 수용체(MC1-R)를 타겟으로 한다는 것으로 밝혀졌다.
문헌에서 PSMAi-HBED-CC로서 알려진, 전립선 특이적 막 항원(PSMA) 억제제 및 금속 킬레이터 작제물은 원발성 전립성 종양 및 전이 병소의 검출을 위한 현재 가장 임상적으로 발전된 분자이다.
전립선암의 치료를 위한 개선된 전달 시스템이 여전히 요구되고 있다. 이러한 시스템은 최상의 치료 관리 옵션을 결정하기 위해, 특히 생리학적 단계 전체에 걸친 상이한 생물학적 과정을 타겟으로 하는 암 마커의 이질성을 다루는 다중-마커 검출 능력을 제공해야 한다.
본원에는 질병을 검출하고 더욱 신뢰성 있는 질병의 스테이징(staging)을 가능하게 하기 위한 전립선암 (PC)-타겟화 나노입자(예를 들어, PC-타겟화 도트(C' 도트))가 기술된다. 이러한 기술은 전신 치료법이 요구되는 환자에 대한 외과적 절제술에 의해 잠재적으로 치료 가능한 환자를 식별하는 능력을 제공한다. 별개의 생물학적 과정을 평가하는 2개의 예측 바이오마커의 동정을 통해 질병 이질성을 다루면서 전이를 평가하고 외과적으로 치료하는 것은 전신 치료 옵션의 선택에 영향을 미친다. PC 모델 및 인간 대상체에 의해 발현되는 하나 이상의 전이성 마커를 정확하게 동정하기 위한 표면 화학적 설계가 기술된다. 수술 환경에서 실시간, 광학적으로 구동된 분자 표현형 능력의 부가는 상이한 생물학적 과정을 제어하는 것으로 아려진 다수의 중요한 암 타겟의 검출(멀티플렉싱)을 가능하게 하는데 도움을 준다. 이러한 판독은 수술전 PET-CT 및 배수 종양 림프관 및 수술 절제면의 해부학적 평가를 보완할 수 있는 외과적 스테이징 및 관리에 대한 정밀도-기반 접근을 제공한다.
본원에 기술된 기술은 암-보유 결절 및 잔류 질병 부위를 신뢰성 있게 검출하고 치료한다. 본 기술은 민감성, 특이성, 및 검출 정확성을 개선시킬 수 있는 다수의 암 타겟의 실시간 생체내 분자 특징화를 제공한다. 또한, 기술된 플랫폼은 (1) 효능 및 타겟-대-백그라운드 비율(콘트라스트)을 향상시키는 수용체 타겟과 다가 상호작용을 증진시키고; (2) 검출 민감성을 극대화하기 위해, 장치 기술과 함께, 이의 우수한 광물리학적 성질을 활용함으로써, 개선된 전이성 질병 평가 및 PC의 외과적 치료를 제공한다.
본 기술은 대안적인 기술과 비교하여 적어도 하기 장점을 제공한다: (1) PC의 수술전 관리를 위한 "올-인-원(all-in-one)" 이중-방식 및 임상적으로 변환 가능한 억제제(예를 들어, PSMA 억제제, 예를 들어, GRPr 억제제)-타겟화 플랫폼; (2) 다수의 분자 암 표현형의 실시간 평가를 위한 스펙트럼으로 구별되는 PC-타겟화 C' 도트 및 형광-기반 복합 전략의 사용; (3) 직접 임상 타당성 검증을 위한 상이한 생물학적 과정을 타겟으로 하는 신뢰성 있는 스테이징 바이오마커(staging biomarker)의 조건; (4) 인간 질병을 더욱 충실하게 재현할 수 있는 신규한 전이성 PC 서브클론 및 인간 전립선 유기체-기반 모델에 대한 억제제 발현 수준의 특징화; (5) 방사선민감성 장기(예를 들어, 신장, 타액선)에서 높은 비-특이적 흡수를 극복하는 신장-제거 가능한 PC-타겟화된 C' 도트에 대한 새로운 표면 설계의 효율적인 최적화, 여기서, 이러한 비-특이적 흡수는 방사성 치료제 투약 및 치료 효능을 제한함; (6) NIR 염료-컨쥬게이팅된 억제제로 나타나는 생체활성의 부수적인 손실을 막기 위한 입자-캡슐화된 NIR 염료의 사용, 후자는 NIR-구동 광학적 적용을 배제함; 및 (7) 방사성 표지화 및 종양-타겟화 효율을 향상시키면서 약물분자구조 활성을 보존하기 위한 C' 도트 결합 이전에 링커-펩티드 화학물질의 화학적 구성.
예를 들어, 상업적으로 입수 가능한 PSMAi-HBED-CC 화합물은 나노치료제 전달 시스템에 컨쥬게이션을 위해 적합하지 않다. 이에 따라, 나노치료제 전달 시스템에 대한 컨쥬게이션을 위해 양립 가능하지 않다. PSMA 억제제-금속 킬레이터 작제물을 평가하는 모든 보고된 연구는 지금까지 자유 화합물의 사용에 초점을 맞추었다. 전임상 연구에서는 PSMA 억제제가 단독으로 사용될 때보다 특정 타입의 금속 킬레이터에 커플링될 때 더욱 효과적임(예를 들어, 향상된 결합 및 세포 흡수)을 나타내었다. PSMA 억제제 단독이 PSMA 타겟화를 위한 거대 분자 상에 사용되었지만, 거대분자 독립체 상의 컨쥬게이션을 위해 양립 가능한, PSMA 억제제-금속 킬레이터 작제물, 예를 들어, PSMAi-HBED-CC 유사체의 개발은 보고된 바 없다. 본원에는 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 폴리머, 단백질)에 공유 결합된 PSMA 억제제 및 금속 킬레이터를 포함하는 컨쥬게이트가 기술된다. 이러한 컨쥬게이트는 자유, 결합되지 않은 PSMA 억제제/킬레이터 작제물에 비해 결합 및 세포 흡수 성질(다가로 인함) 및 약동학(증가된 분자 중량 또는 크기로 인함)의 향상을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 거대 분자(예를 들어, 나노입자) 표면 상에 나타낸 PSMA 억제제는 PSMA 억제제 작제물 단독과 비교하여 감소된 신장 흡수를 갖는다.
일 양태에서, 본 발명은 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 컨쥬게이트)에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 작제물은 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00001
상기 식에서, L1은 1 내지 약 10개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기, 또는 임의적으로 치환된, 2가, C1-20 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬을 포함하는 펩티드 단편이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -CHOH-, -NR-, - N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체되며; L2는 임의적으로 치환된, 2가, C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -Cy-, -CHOH-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체되며; L3은 (PSMAi)/킬레이터 작제물의 반응성 모이어티를 거대 분자의 반응성 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제 또는 공유 결합이며, 각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는, 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 5개의 헤테로원자를 갖는, 임의적으로 치환된 8원 내지 10원의 2가 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 바이시클릭 고리이며; Y는 킬레이터 모이어티이며; R은 수소, C1-6 알킬, 또는 질소 보호기이며; 여기서, 각 아미노산 잔기는, 달리 명시하지 않는 한, 이의 말단 및/또는 측쇄 기 상에서 보호되거나 보호되지 않을 수 있다.
특정 구체예에서, L1은 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기를 포함하는 펩티드 단편이다. 특정 구체예에서, L1은 6-아미노헥산산(Ahx)의 하나 또는 두 개의 단위를 포함한다. 특정 구체예에서, L1은 -Ahx-Ahx-이다. 특정 구체예에서, L1은 C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -NR-, -O-, 또는 -C(O)-에 의해 대체된다. 특정 구체예에서, L1은 -(CH2CH2O)- 또는 -(OCH2CH2)- 중 하나 이상의 단위를 포함한다.
특정 구체예에서, L2는 C1-3 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -Cy-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, 또는 -C(O)O-에 의해 대체된다. 특정 구체예에서, L2는 C1-3 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 1, 2, 또는 3개의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -Cy-, -NR-, 또는 -C(O)-에 의해 대체된다. 특정 구체예에서, -Cy-는 페닐렌이다. 특정 구체예에서, L2는 -C(O)- 또는 -C(O)NH-페닐렌이다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 DOTA이다. 특정 구체예에서, 킬레이터는 NOTA이다.
특정 구체예에서, L3은 (PSMAi)/킬레이터 작제물 상의 설프히드릴을 거대 분자의 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된다.
특정 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 말레이미드 또는 할로아세틸이다. 특정 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 말레이미드이다.
특정 구체예에서, 거대 분자는 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)이다. 특정 구체예에서, 거대 분자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 가지고, 예를 들어, 10 nm 이하의 직경을 갖는다).
특정 구체예에서, 조성물은 실리카-기반 코어; 코어 내의 형광 화합물; 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며, 여기서, 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다.
특정 구체예에서, 1 내지 100개(예를 들어, 1 내지 60개, 예를 들어, 1 내지 50개, 예를 들어, 1 내지 30개, 예를 들어, 1 내지 20개)의 PSMAi 리간드가 거대 분자에 결합된다. 특정 구체예에서, 거대 분자는 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 67Cu 및 211At)를 포함한다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 N,N'-비스(2-하이드록시-5-(카복시에틸)-벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산(HBED-CC)(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함한다.
특정 구체예에서, 조성물은 하기 구조를 포함한다:
Figure pct00002
특정 구체예에서, 조성물은 하기 구조를 포함한다:
Figure pct00003
특정 구체예에서, 본 방법은 수지(예를 들어, 2-ClTrt 수지)(예를 들어, 수동 반응 용기에서) 상에 적합한 보호기(예를 들어, Fmoc-Lys(Dde)-OH)를 포함하는 직교로 보호된 라이신 빌딩 블록을 로딩하고; 수지로부터 적합한 보호기를 제거하여 제1 화합물을 형성하고; (예를 들어, 제거 단계와 동시에) 보호된 글루탐산(예를 들어, 디-tBU 보호됨)을 적합한 시약(예를 들어, 트리포스겐 및 DIEA, 예를 들어, 0℃에서 6시간 동안)과 접촉시켜 글루탐산 이소시아네이트 빌딩 블록[OCN-Glu-(OtBu)2]을 형성하고; 이소시아네이트 빌딩 블록[OCN-Glu-(OtBu)2]을 제1 화합물의 자유 α 아미노 기와 접촉시켜(예를 들어, 밤새, 예를 들어, 실온에서) 수지 상의 제2 화합물 상에 완전 보호된 우레아를 수득하는 것을 포함한다.
특정 구체예에서, 제2 화합물은 제2 화합물의 Lys 상에서 보호기(예를 들어, 2% 하이드라진에 의함)를 제거하고; 제2 화합물의 Lys의 ε-아미노 기 상에 펩티드 서열(예를 들어, Ac-Cys-Ahx-Ahx-dLys-Ahx-)을 빌딩시킴으로써 제3 화합물을 수득하고; 적절한 경우에 (예를 들어, 20% 피페리딘으로의 처리를 통해, 예를 들어, 10분 동안) 적합한 보호기(예를 들어, Cys의 경우 Trt, 및 Lys의 경우 Mtt를 가짐)를 제거하고; 임의적으로, "인 시튜" 활성화된 적합하게 보호된 아미노산과의 순차적 아실화(예를 들어, 커플링을 위해 20분)를 통해 펩티드 사슬을 어셈블링하고(예를 들어, 그리고, 모든 사이클에서 재커플링하고)(예를 들어, 여기서, "인 시튜" 활성화된 Fmoc-아미노산은 우로늄 염 및 DIEA를 사용하여 수행됨); dLys 상에서 적합한 보호기를 제거하고(예를 들어, 동일한 반응에서); (TFA의 처리를 통해) 수지로부터 제3 화합물을 절단하여 제4 화합물을 형성하고; (예를 들어, 밤새, 예를 들어, DMF 중에서) 제4 화합물을 적합한 염기의 존재 하에서 적합한 킬레이터 시약(예를 들어, p-SCN-Bn-NOTA)과 접촉시켜 킬레이터-표지된(예를 들어, NOTA-표지된, 예를 들어, DOTA-표지된, 예를 들어, HBED-CC-표지된) 제5 화합물을 형성하고; (예를 들어, TFA를 통해, 예를 들어, 스캐빈져(예를 들어, 2.5% w/v 농도에서)의 존재 하에서(예를 들어, 여기서, 스캐빈져는 페놀, 물, TIS, TA, 및 EDT 중 하나 이상을 포함함) 제5 화합물로부터 보호기를 제거하여 제6 화합물(예를 들어, 타겟 분자, 예를 들어, PSMAi-NOTA, 예를 들어, PSMAi-DOTA, 예를 들어, PSMAi-HBED-CC)을 형성하고; 임의적으로, 제6 화합물을 정제하고; 거대 분자(예를 들어, 나노입자(예를 들어, C' 또는 C 도트), 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 제6 화합물을 부착시키는 것(예를 들어, 공유적으로, 예를 들어, 말레이미드 화학)(예를 들어, 트리틸 타입 보호기(예를 들어, Trt, Cl-Trt, Mtt, Mmt) 또는 유사한 것을 사용하여 탈보호된 HBED-CC를 선택적으로 보호하는 것)에 의해 추가로 반응된다.
특정 구체예에서, 제3 화합물은 하기 구조이거나 이를 포함한다:
Figure pct00004
여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호된다.
특정 구체예에서, 제3 화합물은 하기 구조이거나 이를 포함한다:
Figure pct00005
여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호된다.
다른 양태에서, 본 발명은 하기 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00006
여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호되며, 하나의 아미노산은 수지에 임의적으로 결합된다.
다른 양태에서, 본 발명은 하기 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00007
여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호되며, 하나의 아미노산은 수지에 임의적으로 결합된다.
다른 양태에서, 본 발명은 하기 화합물로부터 선택된 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00008
,
Figure pct00009
, 또는
Figure pct00010
.
다른 양태에서, 본 발명은 하기 화합물로부터 선택된 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00011
다른 양태에서, 본 발명은 (조직(예를 들어, 암 조직)(예를 들어, 전립선암 조직)의 특정 타입을 타겟화하기 위해) 대상체에 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 약제 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 질병 또는 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 약제 조성물은 담체를 추가로 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 대상체에 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 조성물을 투여하되(예를 들어, 조성물은 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 내에서) 모이게 함), 이러한 조성물은 영상화제를 포함하고; (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 영상화제를 검출하는 것을 포함하는 생체내 영상화(예를 들어, 수술중 영상화)의 방법에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)을 치료하는 방법에서 사용하기 위한 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)로서, 치료하는 것이 대상체에 조성물을 전달하는 것을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)의 생체내 진단의 방법에서 사용하기 위한 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)로서, 생체내 진단은 조성물을 대상체에 전달하되(예를 들어, 이에 따라, 조성물은 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근 또는 내에서) 모이게 함), 조성물이 영상화제를 포함하고; 영상화제를 (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 검출하는 것을 포함하는, 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 (a) 대상체에서 암을 치료하는 방법 또는 (b) 대상체에서 암의 생체내 진단 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)로서, 본 방법은 대상체에 조성물을 전달하되(예를 들어, 이에 따라, 조성물은 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근 또는 내에서) 모이게 함) 조성물이 영상화제를 포함하고; (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해)영상화제를 검출하는 것을 포함하는, 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 치료법에서 사용하기 위한 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 생체내 진단에서 사용하기 위한 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 거대 분자는 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)이다. 특정 구체예에서, 거대 분자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 가지고, 예를 들어, 10 nm 이하의 직경을 갖는다). 특정 구체예에서, 거대 분자는 실리카-기반 코어; 코어 내의 형광 화합물; 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며, 여기서, 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다.
특정 구체예에서, 1 내지 20개의 PSMAi 리간드가 거대 분자에 결합된다.
특정 구체예에서, 조성물은 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 1241, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 및 211At)를 포함한다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 N,N'-디(2-하이드록시벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산 모노하이드로클로라이드(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함한다.
특정 구체예에서, 조성물은 하기 구조를 포함한다:
Figure pct00012
특정 구체예에서, 조성물은 하기 구조를 포함한다:
Figure pct00013
다른 양태에서, 본 발명은 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 컨쥬게이트)에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물은 하기 서열의 펩티드를 포함한다:
Figure pct00014
상기 식에서,
L2는 임의적으로 치환된, 2가, C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 -Cy-, -CHOH-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체되며; 각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 8원 내지 10원의 2가 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 바이시클릭 고리이며; Y는 킬레이터 모이어티이며; R은 수소, C1-6 알킬, 또는 질소 보호기이며; 여기서, 각 아미노산 잔기는, 달리 명시하지 않는 한, 이의 말단 및/또는 측쇄 기 상에 보호되거나 보호되지 않을 수 있다.
특정 구체예에서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물은 L3을 통해 거대 분자에 도시된 시스테인 잔기를 통해 공유 결합되며, 여기서, L3은 공유 결합, 또는 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물의 반응성 모이어티를 거대 분자의 반응성 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제이다.
특정 구체예에서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물은 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00015
여기서, L2, L3, Y 각각은 단독으로 및 조합하여, 상기에서 규정된 바와 같고, 본원의 클래스 및 서브클래스에 기술된 바와 같다.
특정 구체예에서, L3은 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물 상의 설프히드릴을 거대 분자의 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된다. 특정 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 말레이미드 또는 할로아세틸이다. 특정 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 말레이미드이다.
특정 구체예에서, L2는 공유 결합이다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 DOTA이다. 특정 구체예에서, 킬레이터는 NOTA이다.
특정 구체예에서, 거대 분자는 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)이다. 특정 구체예에서, 거대 분자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 가지고, 10 nm 이하의 직경을 갖는다). 특정 구체예에서, 거대 분자는 실리카-기반 코어; 코어 내의 형광 화합물; 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며, 여기서, 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다.
특정 구체예에서, 1 내지 100개(예를 들어, 1 내지 60개, 예를 들어, 1 내지 50개, 예를 들어, 1 내지 30개, 예를 들어, 1 내지 20개)의 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드가 거대 분자에 결합된다.
특정 구체예에서, 조성물은 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 67Cu 및 211At)를 추가로 포함한다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 N,N'-비스(2-하이드록시-5-(카복시에틸)-벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산(HBED-CC)(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함한다.
특정 구체예에서, 조성물은 하기 서열을 포함한다:
Figure pct00016
특정 구체예에서, 조성물은 하기 서열을 포함한다:
Figure pct00017
다른 양태에서, 본 발명은 (예를 들어, 특정 타입의 조직(예를 들어, 암 조직)(예를 들어, 전립선암 조직)을 치료하기 위해) 제45항 내지 제59항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 약제 조성물을 대상체에 투여하는 것을 포함하는, 질병 또는 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 약제 조성물은 담체를 추가로 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 제49항 내지 제65항 중 어느 한 한의 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및 (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는 생체내 영상화(예를 들어, 수술중 영상화) 방법에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)을 치료하는 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)로서, 상기 치료는 상기 대상체에 상기 조성물을 전달하는 것을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 상기 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및 (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는, 암(예를 들어, 전립선암)의 생체내 진단 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 상기 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및 (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는, (a) 대상체에서 암을 치료하는 방법, 또는 (b) 대상체에서 암의 생체내 진단 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 치료법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 생체내 진단에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)에 관한 것이다.
특정 구체예에서, 거대 분자는 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)이다. 특정 구체예에서, 거대 분자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 가지고, 10 nm 이하의 직경을 갖는다). 특정 구체예에서, 거대 분자는 실리카-기반 코어; 코어 내의 형광 화합물; 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 상기 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는, 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며, 여기서, 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는다.
특정 구체예에서, 1 내지 20개의 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드가 상기 거대 분자에 결합된다.
특정 구체예에서, 조성물은 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 및 211At)를 추가로 포함한다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 N,N'-디(2-하이드록시벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산 모노하이드로클로라이드(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함한다.
특정 구체예에서, 조성물은 하기 서열을 포함한다:
Figure pct00018
특정 구체예에서, 조성물은 하기 서열을 포함한다:
Figure pct00019
본 발명의 일 양태(예를 들어, 방법)를 포함하는 구현예들의 구성요소들은 본 발명의 다른 양태를 포함하는 구현예에서 적용될 수 있고, 그 반대로도 적용될 수 있다.
정의
본 발명의 개시내용이 더욱 용이하게 이해되도록 하기 위해, 특정 용어가 먼저 하기에서 정의된다. 하기 용어 및 다른 용어에 대한 추가 정의는 명세서 전체에 걸쳐 기재되어 있다.
본 출원에서, "또는"의 사용은 달리 언급하지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 본 출원에서 사용되는 바와 같은 용어 "-들을 포함하다" 및 이러한 용어의 변형, 예를 들어, "-들을 포함하는" 및 "-을 포함하다"는 다른 부가물, 성분, 정수 또는 단계를 배제하고자 하는 것이 아니다. 본 출원에서 사용되는 용어 "약" 및 "대략"은 동등하게 사용된다. 약/대략을 갖거나 갖지 않는 본 출원에서 사용되는 임의의 수는 관련 분야의 당업자에 의해 인지되는 임의의 일반적인 변동을 포함하는 것을 의미한다. 특정 구체예에서, 용어 "대략" 또는 "약"은 달리 언급되거나 문맥으로부터 달리 명백하지 않는 한 언급된 참조 값의 어느 한 방향(초과 또는 미만)으로 25%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 또는 그 미만 내에 해당하는 값의 범위를 나타낸다(그러한 수가 가능한 값의 100%를 초과하는 경우는 예외이다).
"투여": 용어 "투여"는 물질을 대상체로 도입시키는 것을 나타낸다. 일반적으로, 예를 들어, 비경구(예를 들어, 정맥내), 경구, 국소, 피하, 복막, 동맥내, 흡입, 질, 직장, 비, 뇌척수액으로의 도입, 또는 신체 구획으로의 점적주입(instillation)을 포함하는 임의의 경로의 투여가 이용될 수 있다. 특정 구체예에서, 투여는 경구 투여이다. 추가로 또는 대안적으로, 특정 구체예에서, 투여는 비경구 투여이다. 특정 구체예에서, 투여는 정맥내 투여이다.
"지방족": 본원에서 사용되는 용어 "지방족" 또는 "지방족 기"는 완전히 포화되거나 하나 이상의 불포화 단위를 함유한 직쇄(예를 들어, 비분지된) 또는 분지된, 치환되거나 비치환된 탄화수소 사슬, 또는 완전히 포화되거나 하나 이상의 불포화 단위를 함유하지만, 방향족이 아니고(또한, 본원에서 "카보시클릴," "지환족" 또는 "사이클로알킬"로서 지칭됨) 분자의 나머지에 단일 결합점을 갖는 모노시클릭 탄화수소 또는 바이시클릭 탄화수소를 의미한다. 달리 기술하지 않는 한, 지방족 기는 1 내지 6개의 지방족 탄소 원자를 함유한다. 일부 구체예에서, 지방족 기는 1 내지 5개의 지방족 탄소 원자를 함유한다. 일부 구체예에서, 지방족 기는 1 내지 4개의 지방족 탄소 원자를 함유한다. 일부 구체예에서, 지방족 기는 1 내지 3개의 지방족 탄소 원자를 함유하며, 또 다른 구체예에서, 지방족 기는 1 내지 2개의 지방족 탄소 원자를 함유한다. 일부 구체예에서, "지환족"(또는 "카보시클릴" 또는 "사이클로알킬")은 완전 포화되거나 하나 이상의 불포화 단위를 함유하지만, 방향족이 아니고, 분자의 나머지에 단일 결합점을 갖는 모노시클릭 C3-C7 탄화수소를 지칭한다. 적합한 지방족 기는 선형 또는 분지형의, 치환되거나 비치환된 알킬, 알케닐, 알키닐 기 및 이들의 하이브리드, 예를 들어, (사이클로알킬)알킬, (사이클로알케닐)알킬, 또는 (사이클로알킬)알케닐을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
"알킬렌": 용어 "알킬렌"은 2가 알킬 기를 지칭한다. "알킬렌 사슬"은 폴리메틸렌 기, 예를 들어, -(CH2)n-이며, 여기서, n은 양의 정수, 바람직하게, 1 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 3, 1 내지 2, 또는 2 내지 3이다. 치환된 알킬렌 사슬은 하나 이상의 메틸렌 수소 원자가 치환체로 대체된 폴리메틸렌 기이다.
"알케닐렌": 용어 "알케닐렌"은 2가 알케닐 기를 지칭한다. 치환된 알케닐렌 사슬은 하나 이상의 수소 원자가 치환체로 대체된 적어도 하나의 이중 결합을 함유한 폴리메틸렌 기이다.
"알키닐렌": 용어 "알키닐렌"은 2가 알키닐 기를 지칭한다. 치환된 알키닐렌 사슬은 하나 이상의 수소 원자가 치환체로 대체된 적어도 하나의 삼중 결합을 함유한 폴리메틸렌 기이다.
"아릴": 단독으로 또는 "아르알킬," "아르알콕시," 또는 "아릴옥시알킬"에서와 같이 더 큰 모이어티의 일부로서 용어 "아릴"은 총 5 내지 10개의 고리원을 갖는 모노시클릭 및 바이시클릭 고리 시스템을 지칭하며, 여기서, 시스템에서 적어도 하나의 고리는 방향족이며, 시스템에서 각 고리는 3 내지 7개의 고리원을 함유한다. 용어 "아릴"은 용어 "아릴 고리"와 상호 교환하여 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 8 내지 10원 바이시클릭 아릴 기는 임의적으로 치환된 나프틸 고리이다. 본 발명의 특정 구체예에서, "아릴"은 하나 이상의 치환체를 지닐 수 있는, 페닐, 바이페닐, 나프틸, 안트라실, 등을 포함하지만, 이로 제한되지 않는, 방향족 고리 시스템을 지칭한다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같이 용어 "아릴"의 범위 내에는, 방향족 고리가 하나 이상의 비-방향족 고리에 융합된 기, 예를 들어, 인다닐, 프탈이미딜, 나프티미딜, 페난트리디닐, 또는 테트라하이드로나프티, 등이 포함된다.
"생체적합성": 본원에서 사용되는 용어 "생체적합성"은 생체내에서 실질적인 해로운 반응을 유발하지 않는 물질을 기재하기 위한 것이다. 특정 구체예에서, 물질은 세포에 대해 독성인 아닌 경우에 "생체적합성"이다. 특정 구체예에서, 물질은 시험관 내에서 세포에 대한 이들의 첨가가 20% 이하의 세포 사멸을 발생시키고/시키거나, 생체내에서의 이들의 투여가 염증 또는 다른 그러한 부작용을 유도하지 않는 경우에 "생체적합성"이다. 특정 구체예에서, 물질은 생물분해성이다.
"생물분해성": 본원에서 사용되는 "생물분해성" 물질은 세포로 도입되는 경우 세포 기구(예를 들어, 효소적 분해)에 의해서나, 세포에 대한 유의한 독성 효과 없이 세포가 재사용하거나 배치할 수 있는 성분으로의 가수분해에 의해 분해되는 물질이다. 특정 구체예에서, 생물분해성 물질의 분해에 의해 생성된 성분은 생체내에서 염증 및/또는 다른 부작용을 유도하지 않는다. 특정 구체예에서, 생물분해성 물질은 효소적으로 분해된다. 대안적으로 또는 추가로, 특정 구체예에서, 생물분해성 물질은 가수분해에 의해 분해된다. 특정 구체예에서, 생물분해성 중합체 물질은 이들의 성분 중합체로 분해된다. 특정 구체예에서, 생물분해성 물질(예를 들어, 생물분해성 중합체 물질을 포함함)의 분해는 에스테르 결합의 가수분해를 포함한다. 특정 구체예에서, 물질(예를 들어, 생물분해성 중합체 물질을 포함함)의 분해는 우레탄 결합의 절단을 포함한다.
"2가 사슬": 본원에서 사용되는 용어 "2가, C1-20(또는 C1-10, C1-6, C1-3, 등) 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬"은 본원에서 규정된 바와 같은 직쇄 또는 분지쇄인 2가 알킬렌, 알케닐렌, 및 알키닐렌 사슬일 지칭한다.
"암": 본원에서 사용되는 용어 "암"은 악성 신생물 또는 종양을 나타낸다(Stedman's Medical Dictionary, 25th ed.; Hensly ed.; Williams & Wilkins: Philadelphia, 1990). 예시적인 암은 전립선암을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다.
"담체": 본원에서 사용되는 "담체"는 화합물과 함께 투여되는 희석제, 애쥬번트, 부형제, 또는 비히클을 나타낸다. 그러한 약학적 담체는 멸균 액체, 예를 들어, 물 및 오일, 예를 들어, 석유, 동물, 식물 또는 합성 기원의 오일, 예를 들어, 낙화생유, 대두유, 광유, 참기름 등일 수 있다. 물 또는 수용액 염수액 및 덱스트로스 및 글리세롤 수용액이 바람직하게는 담체, 특히 주사용 용액으로 사용된다. 적합한 약학적 담체는 문헌["Remington's Pharmaceutical Sciences" by E. W. Martin]에 기재되어 있다.
"할로겐": 용어 "할로겐"은 F, Cl, Br, 또는 I를 의미한다.
"헤테로아릴": 단독으로 또는 더 큰 모이어티, 예를 들어, "헤테로아르알킬," 또는 "헤테로아르알콕시"의 일부로서 사용되는 용어 "헤테로아릴" 및 "헤테로아르-"는 5 내지 10개의 고리 원자, 바람직하게, 5, 6 또는 9개의 고리 원자를 가지고, 환형 어레이에서 공유된 6, 10, 또는 14개의 π 전자를 가지고, 탄소 원자 이외에, 1 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 기를 지칭한다. 헤테로아릴 기는 비제한적으로, 티에닐, 푸라닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 옥사디아졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 티아디아졸릴, 피리딜, 피리다지닐, 피리미디닐, 피라지닐, 인돌리지닐, 푸리닐, 나프타리디닐, 및 프테리디닐을 포함한다. 본원에서 사용되는 용어 "헤테로아릴" 또는 "헤테로아르-"는 또한, 헤테로방향족 고리가 하나 이상의 아릴, 지환족, 또는 헤테로시클릴 고리에 융합된 기를 포함하며, 여기서, 라디칼 또는 결합점은 헤테로방향족 고리 상에 존재한다. 비제한적인 예는 인돌릴, 이소인돌릴, 벤조티에닐, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 인다졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤즈티아졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 신놀리닐, 프탈라지닐, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 4H-퀴놀리지닐, 카르바졸릴, 아크리디닐, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 및 피리도[2,3-b]-1,4-옥사진-3(4H)-온을 포함한다. 헤테로아릴 기는 모노- 또는 바이시클릭일 수 있다. 용어 "헤테로아릴"은 용어 "헤테로아릴 고리," "헤테로아릴 기," 또는 "헤테로방향족"과 상호 교환하여 사용될 수 있으며, 임의의 이러한 용어는 임의적으로 치환된 고리를 포함한다. 용어 "헤테로아르알킬"은 헤테로아릴에 의해 치환된 알킬 기를 지칭하며, 여기서, 알킬 및 헤테로아릴 부분은 독립적으로, 임의적으로 치환된다.
"헤테로원자": 용어 "헤테로원자"는 산소, 황, 질소, 인, 또는 규소(질소, 황, 인, 또는 규소의 임의의 산화된 형태; 임의의 염기성 질소의 사차화된 형태, 또는 헤테로시클릭 고리의 치환 가능한 질소, 예를 들어, N(3,4-디하이드로-2H-피롤릴에서와 같이), NH(피롤리디닐에서와 같이) 또는 NR+(N-치환된 피롤리디닐에서와 같이)을 포함함) 중 하나 이상을 의미한다.
"헤테로시클릭": 본원에서 사용되는 용어 "헤테로시클릴," "헤테로시클릭 라디칼," 및 "헤테로시클릭 고리"는 상호 교환하여 사용되고, 포화되거나 일부 불포화되고 탄소 원자 이외에, 상기에서 규정된 바와 같이 하나 이상, 바람직하게, 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 안정한 5원 내지 7원 모노시클릭 또는 7원 내지 10원 바이시클릭 헤테로시클릭 모이어티를 지칭한다. 이러한 문맥에서, 고리 원자를 참조로 하여 사용될 때, 용어 "질소"는 치환된 질소를 포함한다. 일 예로서, 산소, 황 또는 질소로부터 선택된 0 내지 3개의 헤테로원자를 갖는 포화되거나 일부 불포화된 고리에서, 질소는 N(3,4-디하이드로-2H-피롤릴에서와 같이), NH(피롤리디닐에서와 같이), 또는 +NR(N-치환된 피롤리디닐에서와 같이)일 수 있다.
헤테로시클릭 고리는 안정한 구조를 야기시키는 임의의 헤테로 원자 또는 탄소 원자에서 이의 펜던트 기에 결합될 수 있으며, 임의의 고리 원자는 임의적으로 치환될 수 있다. 이러한 포화되거나 일부 불포화된 헤테로시클릭 라디칼의 예는 비제한적으로, 테트라하이드로푸라닐, 테트라하이드로티오페닐 피롤리디닐, 피페리디닐, 피롤리닐, 테트라하이드로퀴놀리닐, 테트라하이드로이소퀴놀리닐, 데카하이드로퀴놀리닐, 옥사졸리디닐, 피페라지닐, 디옥사닐, 디옥솔라닐, 디아제피닐, 옥사제피닐, 티아제피닐, 모르폴리닐, 및 퀴누클리디닐을 포함한다. 용어 "헤테로시클릴," "헤테로시클릴 고리," "헤테로시클릭 기," "헤테로시클릭 모이어티," 및 "헤테로시클릭 라디칼"은 본원에서 상호 교환 가능하게 사용되고, 또한, 헤테로시클릴 고리가 하나 이상의 아릴, 헤테로아릴, 또는 지환족 고리에 융합된 기, 예를 들어, 인돌리닐, 3H-인돌릴, 크로마닐, 페난트리디닐, 또는 테트라하이드로퀴놀리닐을 포함하며, 여기서, 라디칼 또는 결합점은 헤테로시클릴 고리 상에 존재한다. 헤테로시클릴 기는 모노- 또는 바이시클릭일 수 있다. 용어 "헤테로시클릴알킬"은 헤테로시클릴에 의해 치환된 알킬 기를 지칭하며, 여기서, 알킬 및 헤테로시클릴 부분은 독립적으로, 임의적으로 치환된다.
"천연 아미노산": 본원에서 사용되는 구 "천연 아미노산"은 단백질에서 자연적으로 발생하는 임의의 20개의 아미노산을 지칭한다. 이러한 천연 아미노산은 비극성, 또는 소수성 아미노산, 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트립토판, 및 프롤린을 포함한다. 시스테인은 때때로 비극성 또는 소수성으로서 또는 다른 경우에, 극성으로서 분류된다. 천연 아미노산은 또한, 극성, 또는 친수성 아미노산, 예를 들어, 티로신, 세린, 트레오닌, 아스파르트산(또한, 하전될 때, 아스파르테이트로서 공지됨), 글루탐산(또한, 하전될 때, 글루타메이트로서 공지됨), 아스파라긴, 및 글루타민을 포함한다. 특정 극성, 또는 친수성의 아미노산은 하전된 측쇄를 갖는다. 이러한 하전된 아미노산은 라이신, 아르기닌, 및 히스티딘을 포함한다. 당업자는 극성 또는 친수성 아미노산 측쇄의 보호가 그러한 아미노산에 비극성을 제공할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 적합하게 보호된 티로신 하이드록실 기는 하이드록실 기의 보호를 통해 그러한 티로신에 비극성 및 소수성을 제공할 수 dT다
"임의적으로 치환된": 본원에서 사용되는 본 발명의 화합물은 특정될 때, "임의적으로 치환된" 모이어티를 함유할 수 있다. 일반적으로, 용어 "치환체"는 용어 "임의적으로"가 선행되거나 선행되지 않던지 간에, 명시된 모이어티의 하나 이상의 수소가 적합한 치환체로 대체됨을 의미한다. 달리 명시하지 않는 한, "임의적으로 치환된" 기는 기의 각 치환 가능한 위치에서 적합한 치환체를 가질 수 있으며, 임의의 제공된 구조에서 하나 초과의 위치가 특정된 기로부터 선택된 하나 초과의 치환체로 치환될 수 있을 때, 치환체는 모든 위치에서 동일하거나 상이할 수 있다. 본 발명에 의해 고려된 치환체들의 조합은 바람직하게, 안정하거나 화학적으로 실행 가능한 화합물ㄹ의 형성을 야기시키는 것이다. 본원에서 사용되는 용어 "안정한"은 이의 생산, 검출, 및 특정 구체예에서, 이의 회수, 정제, 및 본원에 개시된 목적들 중 하나 이상을 위한 용도를 가능하게 하기 위한 조건으로 처리될 때 실질적으로 변경되지 않는 화합물을 지칭한다.
"임의적으로 치환된" 기의 치환 가능한 탄소 원자 상의 적합한 1가 치환체는 독립적으로, 할로겐; -(CH2)0-4R○; -(CH2)0-4OR○; -O(CH2)0-4R○, -O-(CH2)0-4C(O)OR○; -(CH2)0-4CH(OR○)2; -(CH2)0-4SR○; -(CH2)0-4Ph(이는 R○로 치환될 수 있음); -(CH2)0-4O(CH2)0-1Ph(이는 R○로 치환될 수 있음); -CH=CHPh(이는 R○로 치환될 수 있음); -(CH2)0-4O(CH2)0-1-피리딜(이는 R○로 치환될 수 있음); -NO2; -CN; -N3; -(CH2)0-4N(R○)2; -(CH2)0-4N(R○)C(O)R○; -N(R○)C(S)R○; -(CH2)0-4N(R○)C(O)NR○ 2; -N(R○)C(S)NR○ 2; -(CH2)0-4N(R○)C(O)OR○; -N(R○)N(R○)C(O)R○; -N(R○)N(R○)C(O)NR○ 2; -N(R○)N(R○)C(O)OR○; -(CH2)0-4C(O)R○; -C(S)R○; -(CH2)0-4C(O)OR○; -(CH2)0-4C(O)SR○; (CH2)0-4C(O)OSiR○ 3; -(CH2)0-4OC(O)R○; -OC(O)(CH2)0-4SR○; -SC(S)SR○; -(CH2)0-4SC(O)R○; -(CH2)0-4C(O)NR○ 2; -C(S)NR○ 2; -C(S)SR○; -SC(S)SR○; (CH2)0-4OC(O)NR○ 2; -C(O)N(OR○)R○; -C(O)C(O)R○; -C(O)CH2C(O)R○; -C(NOR○)R○; -(CH2)0-4SSR○; -(CH2)0-4S(O)2R○; -(CH2)0-4S(O)2OR○; -(CH2)0-4OS(O)2R○; -S(O)2NR○ 2; -(CH2)0-4S(O)R○; -N(R○)S(O)2NR○ 2; -N(R○)S(O)2R○; -N(OR○)R○; -C(NH)NR○ 2; -P(O)2R○; -P(O)R○ 2; -OP(O)R○ 2; -OP(O)(OR○)2; SiR○ 3; -(C1-4 직쇄 또는 분지된 알킬렌)O-N(R○)2; 또는 -(C1-4 직쇄 또는 분지된 알킬렌)C(O)O-N(R○)2이며, 여기서, 각 R○는 하기에서 규정된 바와 같이 치환될 수 있고, 독립적으로, 수소, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C1-6 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, -CH2-(5원 내지 6원 헤테로아릴 고리), 또는 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리이거나, 상기에서의 정의에도 불구하고, R○의 2개의 독립적인 경우는, 이의 개재 원자(들)와 함께, 하기에서 규정된 바와 같이 치환될 수 있는, 수소, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 3원 내지 12원 포화, 일부 불포화된, 또는 아릴 모노- 또는 바이시클릭 고리를 형성한다.
R○상의 적합한 1가 치환체(또는 이의 개재 원자와 함께 R○의 2개의 독립적인 경우를 가짐으로써 형성된 고리)는 독립적으로, 할로겐, -(CH2)0-2R●, -(할로R●), -(CH2)0-2OH, -(CH2)0-2OR●, -(CH2)0-2CH(OR●)2; -O(할로R●), -CN, -N3, -(CH2)0-2C(O)R●, -(CH2)0-2C(O)OH, -(CH2)0-2C(O)OR●, -(CH2)0-2SR●, -(CH2)0-2SH, -(CH2)0-2NH2, -(CH2)0-2NHR●, -(CH2)0-2NR● 2, -NO2, -SiR● 3, -OSiR● 3, -C(O)SR●, -(C1-4 직쇄 또는 분지된 알킬렌)C(O)OR●, 또는 -SR●이며, 여기서, 각 R●는 비치환되거나, "할로"가 선형되는 경우에, 단지 하나 이상의 할로겐으로 치환되고, 독립적으로 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C1-4 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 선택된다. R○의 포화된 탄소 원자 상의 적합한 2가 치환체는 =O 및 =S를 포함한다.
"임의적으로 치환된" 기의 포화된 탄소 원자 상의 적합한 2가 치환체는 하기를 포함한다: =O, =S, =NNR* 2, =NNHC(O)R*, =NNHC(O)OR*, =NNHS(O)2R*, =NR*, =NOR*, -O(C(R* 2))2-3O-, 또는 -S(C(R* 2))2-3S-, 여기서, R*의 각 독립적 경우는 수소, 상기에서 규정된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6 지방족, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 비치환된 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 선택된다. "임의적으로 치환된" 기의 인접한 치환 가능한 탄소에 결합된 적합한 2가 치환체는 -O(CR* 2)2-3O-를 포함하며, R*의 각 독립적 경우는 수소, 하기에서 규정된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6 지방족, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 비치환된 -OPh, 또는 비치환된 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리로부터 선택된다.
R*의 지방족 기 상의 적합한 치환체는 할로겐, -R●, -(할로R●), -OH, -OR●, -O(할로R●), -CN, -C(O)OH, -C(O)OR●, -NH2, -NHR●, -NR● 2, 또는 -NO2를 포함하며, 여기서, 각 R●은 불포화되거나, "할로"가 선행되는 경우에, 단지 하나 이상의 할로겐으로 치환되고, 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C1-4 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리이다.
"임의적으로 치환된" 기의 치환 가능한 질소 상의 적합한 치환체는 -R†, -NR† 2, -C(O)R0†, -C(O)OR†, -C(O)C(O)R†, -C(O)CH2C(O)R†, -S(O)2R†, -S(O)2NR† 2, -C(S)NR† 2, -C(NH)NR† 2, 또는 -N(R†)S(O)2R†를 포함하며, 여기서, 각 R†는 독립적으로, 수소, 하기에서 규정된 바와 같이 치환될 수 있는 C1-6 지방족, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 비치환된 -OPh, 또는 비치환된 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리이거나, 상기의 정의에도 불구하고, R†의 2개의 독립적인 경우는 개재 원자(들)와 함께, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 비치환된 3원 내지 12원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 모노- 또는 바이시클릭 고리를 형성한다.
R†의 지방족 기 상의 적합한 치환체는 독립적으로, 할로겐, -R●, -(할로R●), -OH, -OR●, -O(할로R●), -CN, -C(O)OH, -C(O)OR●, -NH2, -NHR●, -NR● 2, 또는 NO2이며, 여기서, 각 R●는 비치환되거나 "할로"가 선행되는 경우에, 단지 하나 이상의 할로겐으로 치환되고, 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 C1-4 지방족, -CH2Ph, -O(CH2)0-1Ph, 또는 5원 내지 6원 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리이다.
"옥소": 본원에서 사용되는 용어 "옥소"는 탄소 원자에 이중 결합되어 카보닐을 형성하는 산소를 의미한다.
"일부 불포화된": 본원에서 사용되는 용어 "일부 불포화된"은 적어도 하나의 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 고리 모이어티를 지칭한다. 용어 "일부 불포화된"은 다수의 불포화 사이트를 갖는 고리를 포함하도록 의도되지만, 본원에서 규정된 바와 같은, 아릴 또는 헤테로아릴 모이어티를 포함하도록 의도되지 않는다.
"펩티드" 또는 "폴리펩티드": 용어 "펩티드" 또는 "폴리펩티드"는 펩티드 결합에 의해 함께 연결된 적어도 2개(예를 들어, 적어도 3개)의 아미노산의 스트링(string)을 나타낸다. 특정 구체예에서, 폴리펩티드는 자연 발생 아미노산을 포함하고; 대안적으로 또는 추가로, 특정 구체예에서, 폴리펩티드는 하나 이상의 비-자연 아미노산(즉, 자연에서 발생하지 않으나, 폴리펩티드 사슬로 혼입될 수 있는 화합물; 예를 들어, 기능성 이온 채널로 성공적으로 혼입된 비-자연 아미노산의 구조를 나타내는 http://www.cco.caltech.edu/~dadgrp/Unnatstruct.gif 참조)을 포함하고/하거나, 당 분야에 공지된 바와 같은 아미노산 유사체가 대안적으로 이용될 수 있다). 특정 구체예에서, 단백질 내의 아미노산 중 하나 이상은, 예를 들어, 화학적 존재물, 예를 들어, 탄수화물 기, 포스페이트 기, 파르네실 기, 이소파르네실 기, 지방산 기, 컨쥬게이션, 기능화를 위한 링커의 첨가, 또는 다른 변형 등에 의해 변형될 수 있다.
"보호기": 당업자는 본원에 기술된 바와 같은 화합물 및 합성 방법이 다양한 보호기를 사용할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에서 사용되는 용어 "보호기"는 특정 작용성 모이어티, 예를 들어, O, S, 또는 N이 마스킹되거나 차단되어, 요망되는 경우에, 다작용성 화합물의 다른 반응성 사이트에서 선택적으로 반응을 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 적합한 보호기는 당해 분야에 널리 공지되어 있고, 문헌[Organic Synthesis, T. W. Greene and P. G. M. Wuts, 3rd edition, John Wiley & Sons, 1999]에서의 보호기에서 상세히 기술된 것을 포함하며, 이러한 문헌 전체는 본원에 참고로 포함된다. 특정 구체예에서, 보호기는 보호된 반응에 대해 안정한 보호된 기재를 제공하기 위해 양호한 수율로 선택적으로 반응한다. 보호기는 바람직하게, 용이하게 입수 가능한, 바람직하게, 다른 작용기를 공격하지 않는 비-독성 시약에 의해 선택적으로 제거 가능하다. 보호기는 분리 가능한 유도체를 형성하며(더욱 바람직하게, 새로운 입체 중심의 생성이 없음); 보호기는 바람직하게, 추가 반응 사이트를 피하기 위해 최소의 추가적인 작용성을 가질 것이다. 본원에서 상세히 기술된 바와 같이, 산소, 황, 질소 및 탄소 보호기가 사용될 수 있다. 아미노-보호기는 메틸 카바메이트, 에틸 카바메이트, 9-플루오레닐메틸 카바메이트(Fmoc), 9-(2-설포)플루오레닐메틸 카바메이트, 9-(2,7-디브로모)플루오에닐메틸 카바메이트, 2,7-디-t-부틸-[9-(10,10-디옥소-10,10,10,10-테트라하이드로티옥산트릴)]메틸 카바메이트(DBD-Tmoc), 4-메톡시펜아실 카바메이트(Phenoc), 2,2,2-트리클로로에틸 카바메이트(Troc), 2-트리메틸실릴에틸 카바메이트(Teoc), 2-페닐에틸 카바메이트(hZ), 1-(1-아다만틸)-1-메틸에틸 카바메이트(Adpoc), 1,1-디메틸-2-할로에틸 카바메이트, 1,1-디메틸-2,2-디브로모에틸 카바메이트(DB-t-BOC), 1,1-디메틸-2,2,2-트리클로로에틸 카바메이트(TCBOC), 1-메틸-1-(4-바이페닐릴)에틸 카바메이트(Bpoc), 1-(3,5-디-t-부틸페닐)-1-메틸에틸 카바메이트(t-Bumeoc), 2-(2'- 및 4'-피리딜)에틸 카바메이트(Pyoc), 2-(N,N-디사이클로헥실카복사미도)에틸 카바메이트, t-부틸 카바메이트(BOC), 1-아다만틸 카바메이트(Adoc), 비닐 카바메이트(Voc), 알릴 카바메이트(Alloc), 1-이소프로필알릴 카바메이트(Ipaoc), 신나밀 카바메이트(Coc), 4-니트로신나밀 카바메이트(Noc), 8-퀴놀릴 카바메이트, N-하이드록시피페리디닐 카바메이트, 알킬디티오 카바메이트, 벤질 카바메이트(Cbz), p-메톡시벤질 카바메이트(Moz), p-니트로벤질 카바메이트, p-브로모벤질 카바메이트, p-클로로벤질 카바메이트, 2,4-디클로로벤질 카바메이트, 4-메틸설피닐벤질 카바메이트(Msz), 9-안트릴메틸 카바메이트, 디페닐메틸 카바메이트, 2-메틸티오에틸 카바메이트, 2-메틸설포닐에틸 카바메이트, 2-(p-톨루엔설포닐)에틸 카바메이트, [2-(1,3-디티아닐)]메틸 카바메이트(Dmoc), 4-메틸티오페닐 카바메이트(Mtpc), 2,4-디메틸티오페닐 카바메이트(Bmpc), 2-포스포니오에틸 카바메이트(Peoc), 2-트리페닐포스포니오이소프로필 카바메이트(Ppoc), 1,1-디메틸-2-시아노에틸 카바메이트, m-클로로-p-아실옥시벤질 카바메이트, p-(디하이드록시보릴)벤질 카바메이트, 5-벤즈이속사졸릴메틸 카바메이트, 2-(트리플루오로메틸)-6-크로모닐메틸 카바메이트(Tcroc), m-니트로페닐 카바메이트, 3,5-디메톡시벤질 카바메이트, o-니트로벤질 카바메이트, 3,4-디메톡시-6-니트로벤질 카바메이트, 페닐(o-니트로페닐)메틸 카바메이트, 페노티아지닐-(10)-카보닐 유도체, N'-p-톨루엔설포닐아미노카보닐 유도체, N'-페닐아미노티오카보닐 유도체, t-아밀 카바메이트, S-벤질 티오카바메이트, p-시아노벤질 카바메이트, 사이클로부틸 카바메이트, 사이클로헥실 카바메이트, 사이클로펜틸 카바메이트, 사이클로프로필메틸 카바메이트, p-데실옥시벤질 카바메이트, 2,2-디메톡시카보닐비닐 카바메이트, o-(N,N-디메틸카복사미도)벤질 카바메이트, 1,1-디메틸-3-(N,N-디메틸카복사미도)프로필 카바메이트, 1,1-디메틸프로피닐 카바메이트, 디(2-피리딜)메틸 카바메이트, 2-푸라닐메틸 카바메이트, 2-요오도에틸 카바메이트, 이소보르닐 카바메이트, 이소부틸 카바메이트, 이소니코티닐 카바메이트, p-(p'-메톡시페닐아조)벤질 카바메이트, 1-메틸사이클로부틸 카바메이트, 1-메틸사이클로헥실 카바메이트, 1-메틸-1-사이클로프로필메틸 카바메이트, 1-메틸-1-(3,5-디메톡시페닐)에틸 카바메이트, 1-메틸-1-(p-페닐아조페닐)에틸 카바메이트, 1-메틸-1-페닐에틸 카바메이트, 1-메틸-1-(4-피리딜)에틸 카바메이트, 페닐 카바메이트, p-(페닐아조)벤질 카바메이트, 2,4,6-트리-t-부틸페닐 카바메이트, 4-(트리메틸암모늄)벤질 카바메이트, 2,4,6-트리메틸벤질 카바메이트, 포름아미드, 아세트아미드, 클로로아세트아미드, 트리클로로아세트아미드, 트리플루오로아세트아미드, 페닐아세트아미드, 3-페닐프로판아미드, 피콜린아미드, 3-피리딜카복사미드, N-벤조일페닐알라닐 유도체, 벤즈아미드, p-페닐벤즈아미드, o-니트로페닐아세트아미드, o-니트로페녹시아세트아미드, 아세토아세트아미드, (N'-디티오벤질옥시카보닐아미노)아세트아미드, 3-(p-하이드록시페닐)프로판아미드, 3-(o-니트로페닐)프로판아미드, 2-메틸-2-(o-니트로페녹시)프로판아미드, 2-메틸-2-(o-페닐아조페녹시)프로판아미드, 4-클로로부탄아미드, 3-메틸-3-니트로부탄아미드, o-니트로신나미드, N-아세틸메티오닌 유도체, o-니트로벤즈아미드, o-(벤조일옥시메틸)벤즈아미드, 4,5-디페닐-3-옥사졸린-2-온, N-프탈이미드, N-디티아숙신이미드(Dts), N-2,3-디페닐말레이미드, N-2,5-디메틸피롤, N-1,1,4,4-테트라메틸디실릴아자사이클로펜탄 부가물(STABASE), 5-치환된 1,3-디메틸-1,3,5-트리아자사이클로헥산-2-온, 5-치환된 1,3-디벤질-1,3,5-트리아자사이클로헥산-2-온, 1-치환된 3,5-디니트로-4-피리돈, N-메틸아민, N-알릴아민, N-[2-(트리메틸실릴)에톡시]메틸아민(SEM), N-3-아세톡시프로필아민, N-(1-이소프로필-4-니트로-2-옥소-3-피로올린-3-일)아민, 4차 암모늄 염, N-벤질아민, N-디(4-메톡시페닐)메틸아민, N-5-디벤조수베릴아민, N-트리페닐메틸아민(Tr), N-[(4-메톡시페닐)디페닐메틸]아민(MMTr), N-9-페닐플루오레닐아민(PhF), N-2,7-디클로로-9-플루오레닐메틸렌아민, N-페로세닐메틸아미노(Fcm), N-2-피콜릴아미노 N'-옥사이드 N-1,1-디메틸티오메틸렌아민, N-벤질리덴아민, N-p-메톡시벤질리덴아민, N-디페닐메틸렌아민, N-[(2-피리딜)메시틸]메틸렌아민, N-(N',N'-디메틸아미노메틸렌)아민, N,N'-이소프로필리덴디아민, N-p-니트로벤질리덴아민, N-살리실리덴아민, N-5-클로로살리실리덴아민, N-(5-클로로-2-하이드록시페닐)페닐메틸렌아민, N-사이클로헥실리덴아민, N-(5,5-디메틸-3-옥소-1-사이클로헥세닐)아민, N-보란 유도체, N-디페닐보린산 유도체, N-[페닐(펜타카보닐크롬- 또는 텅스텐)카보닐]아민, N-구리 킬레이트, N-아연 킬레이트, N-니트로아민, N-니트로소아민, 아민 N-옥사이드, 디페닐포스핀아미드(Dpp), 디메틸티오포스핀아미드(Mpt), 디페닐티오포스핀아미드(Ppt), 디알킬 포스포라미데이트, 디벤질 포스포라미데이트, 디페닐 포스포라미데이트, 벤젠설펜아미드, o-니트로벤젠설펜아미드(Nps), 2,4-디니트로벤젠설펜아미드, 펜타클로로벤젠설펜아미드, 2-니트로-4-메톡시벤젠설펜아미드, 트리페닐메틸설펜아미드, 3-니트로피리딘설펜아미드(Npys), p-톨루엔설폰아미드(Ts), 벤젠설폰아미드, 2,3,6,-트리메틸-4-메톡시벤젠설폰아미드(Mtr), 2,4,6-트리메톡시벤젠설폰아미드(Mtb), 2,6-디메틸-4-메톡시벤젠설폰아미드(Pme), 2,3,5,6-테트라메틸-4-메톡시벤젠설폰아미드(Mte), 4-메톡시벤젠설폰아미드(Mbs), 2,4,6-트리메틸벤젠설폰아미드(Mts), 2,6-디메톡시-4-메틸벤젠설폰아미드(iMds), 2,2,5,7,8-펜타메틸크로만-6-설폰아미드(Pmc), 메탄설폰아미드(Ms), β-트리메틸실릴에탄설폰아미드(SES), 9-안트라센설폰아미드, 4-(4',8'-디메톡시나프틸메틸)벤젠설폰아미드(DNMBS), 벤질설폰아미드, 트리플루오로메틸설폰아미드, 및 펜아실설폰아미드를 포함한다. 예시적인 보호기는 본원에 상세히 기술되어 있다. 그러나, 본 발명이 이러한 보호기로 제한되도록 의도되지 않으며, 오히려, 다양한 추가적인 균등한 보호기가 상기 기준을 이용하여 용이하게 동정되고 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 추가적으로, 카복실 기를 위한 보호기를 포함하는 다양한 보호기는 문헌[Greene and Wuts (상기 문헌)]에 기술되어 있다.
"방사성표지": 본원에서 사용되는 "방사성표지"는 적어도 하나의 원소의 방사성동위원소를 포함하는 모이어티를 나타낸다. 예시적인 적합한 방사성표지는 본원에 기재된 것을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 특정 구체예에서, 방사성표지는 양전자 방출 단층촬영(PET)에서 사용된 것이다. 특정 구체예에서, 방사성표지는 단일-광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)에 사용된 것이다. 특정 구체예에서, 방사성동위원소는 99mTc, 111In, 64Cu, 67Ga, 186Re, 188Re, 153Sm, 177Lu, 67Cu, 123I, 124I, 125I, 11C, 13N, 15O, 18F, 186Re, 188Re, 153Sm, 166Ho, 177Lu, 149Pm, 90Y, 213Bi, 103Pd, 109Pd, 159Gd, 140La, 198Au, 199Au, 169Yb, 175Yb, 165Dy, 166Dy, 67Cu, 105Rh, 111Ag, 89Zr, 225Ac, 및 192Ir을 포함한다.
"대상체": 본원에서 사용되는 용어 "대상체"는 인간 및 포유동물(예를 들어, 마우스, 래트, 돼지, 고양이, 개, 및 말)을 포함한다. 많은 구체예에서, 대상체는 포유동물, 특히 영장류, 특히 인간이다. 특정 구체예에서, 대상체는 가축, 예를 들어, 축우, 양, 염소, 소, 돼지, 등; 가금, 예를 들어, 닭, 오리, 거위, 칠면조 등; 및 길들여진 동물, 특히 애완동물, 예를 들어, 개 및 고양이이다. 특정 구체예에서(예를 들어, 특히 연구 상황에서), 대상체 포유동물은, 예를 들어, 설치류(예를 들어, 마우스, 래트, 햄스터), 토끼, 영장류, 또는 돼지, 예를 들어, 순계교배 돼지 등일 것이다.
"실질적으로": 본원에서 사용되는 용어 "실질적으로"는 관심 특징 또는 특성의 전체 또는 거의 전체 범위 또는 정도를 나타내는 정성적 조건을 나타낸다. 생물학 분야의 당업자는 생물학적 및 화학적 현상이 완료된다 하더라도 좀처럼 완료되지 않고/거나 완료까지 진행되지 않거나, 절대적 결과를 달성하거나 회피하는 것을 이해할 것이다. 따라서, 용어 "실질적으로"는 많은 생물학적 및 화학적 현상에 내재된 완전성의 잠재적 결핍을 포착하기 위해 본원에서 사용된다.
"치료제": 본원에서 사용되는 어구 "치료제"는 대상체에 투여되는 경우 치료적 효과를 갖고/갖거나 바람직한 생물학적 및/또는 약리학적 효과를 유발하는 임의의 작용제를 나타낸다.
"치료": 본원에서 사용되는 용어 "치료"(또는 "치료하다" 또는 "치료하는")는 특정 질병, 장애, 및/또는 질환의 하나 이상의 증상, 특징, 및/또는 원인을 부분적으로 또는 완전히 완화시키고/시키거나, 개선시키고/시키거나, 경감시키고/시키거나, 억제하고/하거나, 이들의 발병을 지연시키고/시키거나, 이들의 중증도를 감소시키고/시키거나, 이들의 발병률을 감소시키는 물질의 임의의 투여를 나타낸다. 그러한 치료는 관련 질병, 장애, 및/또는 질환의 징후를 나타내지 않은 대상체 및/또는 질병, 장애, 및/또는 질환의 단지 초기 징후만 나타낸 대상체의 치료일 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 그러한 치료는 관련 질병, 장애 및/또는 질환의 하나 이상의 확립된 징후를 나타낸 대상체의 치료일 수 있다. 특정 구체예에서, 치료는 관련 질병, 장애, 및/또는 질환으로 고통받는 것으로 진단된 대상체의 치료일 수 있다. 특정 구체예에서, 치료는 관련 질병, 장애, 및/또는 질환의 증가된 발생 위험과 통계적으로 관련된 하나 이상의 민감성 인자를 갖는 것으로 공지된 대상체의 치료일 수 있다. 특정 구체예에서, 치료는 소분자 전달, 방사선요법, 면역요법, 고유 치료 성질(예를 들어, 페롭토시스(ferroptosis)), 및 종양 미세환경의 입자-구동 조절을 비제한적으로 포함하는 치료제의 전달을 포함한다. 특정 구체예에서, 치료제는 본원에 기재된 것과 같은 입자에 결합된다.
"비천연 아미노산": 본원에서 사용되는 구 "비천연 아미노산"은 상술된 바와 같이, 단백질에서 자연적으로 발생하는 20개의 아미노산의 리스트에 포함되지 않는 아미노산을 지칭한다. 이러한 아미노산은 임의의 20개의 자연 발생 아미노산의 D-이성질체를 포함한다. 비천연 아미노산은 또한, 6-아미노헥산산, 호모세린, 오르니틴, 노르류신, 및 티록신을 포함한다. 다른 비천연 아미노산은 당업자에게 널리 공지되어 있고, 비천연 지방족 측쇄을 포함한다. 다른 비천연 아미노산은 N-알킬화된, 환형화된, 포스포릴화된, 아세틸화된, 아미드화된, 아지딜화된, 표지된, 등의 변형된 아미노산을 포함하는 변형된 아미노산을 포함한다. 일부 구체예에서, 비천연 아미노산은 D-이성질체이다. 일부 구체예에서, 비천연 아미노산은 L-이성질체이다.
"불포화된": 본원에서 사용되는 용어 "불포화된"은 모이어티가 하나 이상의 불포화 단위를 가짐을 의미한다.
제한이 아닌 예시 목적으로 도면이 본원에 제시된다.
본 개시내용의 상기 및 다른 목적, 양태, 특징, 및 장점은 첨부된 도면과 함께 하기 설명을 참조함으로서 더욱 명백해지고 더 잘 이해될 것이다:
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 나노입자 상에 성공적으로 컨쥬게이팅된, PSMAi-HBED-CC의 변형된 형태를 얻기 위해 사용되는 합성 경로의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 금속 킬레이터(예를 들어, DOTA, 예를 들어, HBED, 예를 들어, 여기서, 킬레이터는 임의의 보호된 킬레이터임) 및 나노입자의 결합을 위해 후속하여 사용되는, 중간체 조성물 "PSMAi 중간체 'X'"의 형성의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, PSMAi-DOTA-C'도트를 형성시키기 위한, PSMAi 중간체 "X"(도 2)로 시작하여, DOTA를 갖는 나노입자에 결합된 PSMAi 컨쥬게이트의 합성의 개략도이다. 이러한 전략이 임의의 보호된 킬레이터 모노머, 예를 들어, 보호된 NOTA(tBu)2, NODA-GA(tBu)3, DTPA(tBu)4를 포함하도록 확장될 수 있다는 것이 주지된다.
도 4는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, SCN-Bn-PSMAi-Bn-NOTA의 합성의 개략도이다. 이러한 전략이 임의의 비-보호된 킬레이터를 포함하도록 확장될 수 있다는 것이 주지된다.
도 5는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 펜던트 NOTA 또는 DOTA 작제물에 대한 분자를 도시한 것이다. 도 5는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, 예시적인 최소 구조를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 구조로부터, C 도트(또는 다른 거대 분자)에 대한 dLys 및 링커상의 임의의 수의 킬레이터가 첨가될 수 있다. 예를 들어, NOTA 및/또는 DOTA 유사체는 이러한 중간체 구조로부터 제조될 수 있다. 또한, (Ahx)2 스페이서 대신 PEG 스페이서가 결합될 수 있다. 특정 구체예에서, 적절하게 보호된 dLys는 스페이서를 업데이트하도록 선택된다.
도 6a 및 도 6b는 67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트(도 6a) 및 64Cu-NOTA-PSMAi-C'도트(도 6b)에 대한 3개 시점에서의 시험관내 세포 결합 데이터를 도시한 것이다. 나노입자에 결합된 각 PSMAi/킬레이터 작제물은 PSMA 발현에서 높은, LNCaP 세포에서 양호한 흡수 및 내재화, 및 PSMA 발현에서 낮은, PC3 세포에서 낮은 흡수를 나타내었다. 2-(포스포노메틸)펜탄산(PMPA)을 사용한 차단 연구는 특정 흡수를 나타낸다. 데이터는 또한, 시간에 따라 방사성 표지된 PSMAi-C'도트의 흡수가 꾸준히 증가됨을 나타낸다.
도 7a는 노드 마우스(도 7a) 및 LNCaP 종양 보유 마우스(도 7b)에서 주사하고 24시간 후에 67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트 생체분포를 도시한 것이다. 놀랍게도, 67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트는 낮은 신장 흡수를 나타내었다.
도 8a 및 도 8b는 주사하고 24시간 후 67Ga-NOTA-PSMAi-C 도트 SPECT 영상화 LNCaP 종양을 도시한 것이다. 도 8a 및 도 8b는 마우스 모델에서 0.5 mCi 67Ga-NOTA-PSMAi-C 도트(도 8a)의 투여 또는 0.5 mCi 67Ga-NOTA-PSMAi-C 및 2-(포스포노메틸)펜탄디오산(PMPA)(160 ㎍/20 g)(도 8b)의 동시 주사를 도시한 것이다. PMPA는 67Ga-NOTA-PSMAi-C 도트의 흡수 감소를 나타낸 블랙(black)으로서, 이는 도 6a에 나타낸 시험관내 데이터에서 제시된 결과를 확인하고 특이성을 입증하는 것이다.
도 9a 내지 도 9d는 C' 도트 합성의 예비 데이터를 도시한 것이다.
도 9a는 상이한 NIR 형광 염료(Cy5.5 및 CW800) 및 타겟화 펩티드(GRP-DOTA)로 작용화된 C' 도트의 예시를 도시한 것이다. 상이한 NIR 형광 염료는 또한, 본원에 기술된 특정 구체예에 따른 PSMAi-NOTA 타겟화 펩티드와 함께 사용될 수 있다.
도 9b 내지 도 9d는 PSMAi-NOTA-PEG-Cy5.5-C' 도트의 FCS 상관관계, 곡선 및 피트(도 1b), UV-vis 흡수 스펙트럼(도 1c) 및 가우시안 피트를 갖는 GPC 엘루그램(elugram)(도 9d)을 도시한 것이다. 샘플의 TEM은 도 9b의 삽도에 도시되어 있다.
도 10은 펩티드 IC50 측정을 도시한 것이다: 각각 LNCaP 및 PC3 세포에서 이의 67Ga 방사성 표지된 대응물과 PSMAi-NOTA-(
Figure pct00020
) 및 GRP-DOTA 펩티드(
Figure pct00021
)의 경쟁적 결합 곡선.
도 11a 및 도 11b는 PC3 및 LNCaP PC 세포막(Mem) 및 내재화된(Int) 분획에 대한 (도 11a) PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트 및 (도 11b) GRP-(177Lu)DOTA-C' 도트의 세포 결합을 도시한 것이다. 각 데이터 포인트는 3회 반복의 평균±sd를 나타낸다.
도 11c는 4시간 인큐베이션 후 22RV1 세포에서 PSMAi-PEG-C' 도트(1 μM, pink)의 국소화를 도시한 것이다.
도 12는 1 h, 4 h, 24 h, 48 h, 72 h p.i에서 정상 CD-1 마우스에서의 PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트의 생체분포를 도시한 것이다. 데이터는 조직 1 그램당 평균 퍼센트 주사 용량으로서 보고된다(n=4 마우스/시점).
도 13은 PC-3(n=5) 및 LNCaP(n=2) 종양-보유 마우스에서 PSMAi-89ZR(DFO)-C' 도트의 생물분포 연구를 도시한 것이다. 막대는 평균 %ID/g ± sd를 나타낸다. 삽도: 72 h PET 스캔 p.i. 상응하는 조직학, 및 프로브의 오토라디오그래피를 가짐.
도 14는 C'도트 합성에서 개략적 하이라이팅 단계를 도시한 것이다.
도 15는 124I-cRGDY-CW800-C'도트(SEQ ID NO: 1로서 개시된 "cRGDY")를 갖는 전이성 흑색종 미니스와인에서 스크리닝 수술전 모달 맵핑 PET 연구를 도시한 것이다.
도 16a는 스펙트럼으로 구별되는 입자 프로브를 이용한, 결절 전이의 복합 검출을 도시한 것이다. 도면은 SEQ ID NO: 1로서 "cRGDY"을 개시한 것이다.
도 16b 및 도 16c는 (도 16b) H&E 염색, 형광 현미경법, 및 (도 16c) 결절 및 종양 조직에서 흑색종 마커(αv-인테그린 및 MiTF)에 대한 면역조직화학(IHC)을 포함하는, 상관 조직병리학과 함께 예시적인 고종양 부담 림프절(도 16a; 제3열)에서 αMSH-Cy5.5- 및 cRGDY-CW800-C'도트(SEQ ID NO: 1로서 개시된 "cRGDY")의 특이적 결합/축적을 도시한 것이다.
도 17은 TRAMP C2 세포주에 단독으로 또는 선택적 억제제의 존재 하에서 67Ga(NOTA)-PSMAi-C' 도트 및 177Lu(DOTA)-PSMAi-C' 도트의 세포 결합을 도시한 것이다.
도 18a는 생체 발광 영상화(BLI) 및 18F-NaF PET-CT 영상화(화살표)를 이용하여 루시페라아제-발현 세포의 심장내 주사하고 4주 후에 LAPC4 서브-클론 4로부터 발생하는 뼈 전이(화살표)를 도시한 것이다.
도 18b는 LAPC4 서브-클론의 자발적 원위 전이가 BLI로 동정됨을 도시한 것이다.
도 18c는 간, 신장 및 대퇴골에서 전이를 나타낸 B에서 수확된 상이한 장기의 BLI를 도시한 것이다.
도 19는 새로이 진단된 글리슨 9 PC를 갖는 환자에서의 68Ga-RM2(GRPr 리간드)의 흡수를 도시한 것이다.
도 20a 및 도 20b는 PSMA 리간드 68Ga-PSMA-11 및 GRPr 리간드 68Ga-RM2로 영상화된 PC의 생화학적 재발된 환자를 도시한 것이다. 68Ga-PSMA-11 스캔은 68Ga-RM2 스캔 후 4주 후에 획득되었다. 복막후 LN 전이는 PSMA 스캔보다 GRPr에 대해 더 잘 시각화된다.
도 21은 C'도트에 킬레이팅된 PSMAi NOTA 및 DFO를 도시한 것이다. PSMA 타겟화 모이어티, Glu-우레아-Lys, 및 방사성 금속 킬레이터는 C' 도트에 별도로 결합된다.
도 22는 AR, PSMA, 및 GRPr의 유전자 발현의 Z-스코어를 나타낸 열지도(heatmap)를 도시한 것이다.
도 23a 내지 도 23d는 원발성 인간 PC에서 PSMA 발현의 분석을 도시한 것이다.
도 23a는 오토라디오그램을 도시한 것이다.
도 23b는 H&E 염색을 도시한 것이다.
도 23c 및 도 23d는 PSMA IHC(다른 샘플)를 도시한 것이다.
도 24a 및 도 24b는 원발성 PC의 GRPr 발현의 분석을 도시한 것이다.
도 24a는 GPRr 오토라디오그래피를 도시한 것이다.
도 24b는 동일한 샘플의 H&E 염색을 도시한 것이다.
상세한 설명
설명 전체에 걸쳐, 조성물이 특정 성분을 갖거나, 함유하거나, 포함하는 것으로 기재되거나, 방법이 특정 단계를 갖거나, 함유하거나, 포함하는 것으로 기재되는 경우, 언급된 성분으로 필수적으로 구성되거나, 언급된 성분으로 구성되는 본 발명의 조성물, 및 언급된 처리 단계로 필수적으로 구성되거나, 언급된 처리 단계로 구성되는 본 발명에 따른 방법이 추가로 존재하는 것으로 간주된다.
단계의 순서 또는 특정 작용을 수행하기 위한 순서는 본 발명이 실시 가능한 한 중요하지 않음이 이해되어야 한다. 또한, 2개 이상의 단계 또는 작용이 동시에 수행될 수 있다.
예를 들어, 배경 섹션에서의 임의의 간행물의 본원에서의 언급은 상기 간행물이 본원에 제시된 청구범위 중 임의의 청구범위에 대한 선행 기술의 역할을 하는 것을 인정하는 것이 아니다. 배경 섹션은 명확성을 목적으로 제시되며, 임의의 청구범위와 관련된 선행 기술의 설명을 의미하지 않는다.
본원에는 PSMA 억제제 및 금속 킬레이터를 함유한 작제물이 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 폴리머, 단백질)에 공유 결합된 컨쥬게이트의 개발이 기술되어 있다. 이러한 컨쥬게이트는 자유, 비결합된 PSMA 억제제/킬레이터 작제물에 비해 결합 및 세포 흡수 성질(예를 들어, 다가로 인함) 및 약동력학(예를 들어, 증가된 분자량 또는 크기로 인함)의 향상을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 거대 분자(예를 들어, 나노입자) 표면 상에 나타난 PSMA 억제제는 자유, 비결합된 PSMA 억제제 작제물과 비교하여 감소된 신장 흡수를 갖는다.
본원에 기술되는 시스템 및 방법에 적용 가능한 다양한 구체예의 세부사항은 또한, 예를 들어, 하기 문헌에 제공된다: PCT/US14/30401(WO 2014/145606)(Bradbury et al., PCT/US16/26434("Nanoparticle Immunoconjugates" 2016년 4월 7일에 출원됨)(Bradbury et al.), PCT/US14/73053(WO2015/103420)(Bradbury et al.), PCT/US15/65816(WO 2016/100340)(Bradbury et al.), PCT/US16/34351("Methods and Treatment Using Ultrasmall Nanoparticles to Induce Cell Death of Nutrient-Deprived Cancer Cells via Ferroptosis", 2016년 5월 26일에 출원됨)(Bradbury et al.), US 62/267,676("Compositions Comprising Cyclic Peptides, and Use of Same for Visual Differentiation of Nerve Tissue During Surgical Procedures" 2015년 12월 15일에 출원됨)(Bradbury et al.), US 62/330,029("Compositions and Methods for Targeted Particle Penetration, Distribution, and Response in Malignant Brain Tumors," 2016년 4월 29일에 출원됨)(Bradbury et al.), US 14/588,066 "Systems, methods, and apparatus for multichannel imaging of fluorescent sources in real time"(Bradbury et al.), 및 US 62/349,538("Imaging Systems and Methods for Lymph Node Differentiation and/or Nerve Differentiation, e.g., for Intraoperative Visualization," 2016년 6월 13일에 출원됨)(Bradbury et al.). 이러한 문헌의 내용은 전문이 본원에 참고로 포함된다. 특정 구체예에서, 본 발명의 컨쥬게이트는 거대 분아에 공유 결합된 타겟화 펩티드/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물이다. 특정 구체예에서, 타겟화 펩티드는 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)를 포함한다. 특정 구체예에서, 타겟화 펩티드는 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)를 포함한다.
특정 구체예에서, 본 발명의 PSMAi 컨쥬게이트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00022
상기 식에서,
L1은 1 내지 약 10개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기, 또는 임의적으로 치환된, 2가, C1-20 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬을 포함하는 펩티드 단편이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -CHOH-, -NR-, - N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체되며;
L2는 임의적으로 치환된, 2가, C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -Cy-, -CHOH-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체되며;
L3은 공유 결합, 또는 (PSMAi)/킬레이터 작제물 상의 반응성 모이어티를 거대 분자의 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제이며;
각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 8원 내지 10원의 2가 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 바이시클릭 고리이며;
Y는 킬레이터 모이어티이며;
R은 수소, C1-6 알킬, 또는 질소 보호기이며;
여기서, 각 아미노산 잔기는, 달리 명시하지 않는 한, 이의 말단 및/또는 측쇄 기 상에서 보호되거나 보호되지 않을 수 있다.
본 개시내용 전반에 걸쳐, 거대 분자(일반적으로 또는 상세하게)가 컨쥬게이트의 일부, 예를 들어, "
Figure pct00023
"로서 개략적으로 도시된 경우에, 이러한 개략도가 컨쥬게이트의 잔부에 대한 이의 도시된 부착점과 거대 분자 사이에 적합한 연결 모이어티를 포함하는 것으로 인식될 것이다.
특정 구체예에서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물은 하기 서열의 펩티드를 포함한다:
Figure pct00024
상기 식에서,
L2는 임의적으로 치환된, 2가, C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로 -Cy-, -CHOH-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체되며;
각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 8원 내지 10원의 2가 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 바이시클릭 고리이며;
Y는 킬레이터 모이어티이며;
R은 수소, C1-6 알킬, 또는 질소 보호기이며;
여기서, 각 아미노산 잔기는, 달리 명시하지 않는 한, 이의 말단 및/또는 측쇄 기 상에서 보호되거나 보호되지 않을 수 있다.
일부 구체예에서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물은 가교제, L3을 통해 거대 분자에 도시된 시스테인 잔기를 통해 공유 결합되며, 여기서, L3은 공유 결합, 또는 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물 상의 반응성 모이어티를 거대 분자의 반응성 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제이다.
본 개시내용 전반에 걸쳐, 달리 기술하지 않는 한, 아미노산 측쇄 기 또는 말단이 적합한 보호기와 임의적으로 보호된다는 것이 인식될 것이다.
일부 구체예에서, L1은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기를 포함하는 펩티드 단편이다. 일부 구체예에서, L1은 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기를 포함하는 펩티드 단편이다. 일부 구체예에서, L1은 1, 2, 또는 3개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기를 포함하는 펩티드 단편이다. 일부 구체예에서, L1은 2개의 비천연 아미노산 잔기를 포함한는 펩티드 단편이다. 일부 구체예에서, L1은 6-아미노헥산산(Ahx)의 하나 또는 두 개의 단위를 포함한다. 일부 구체예에서, L1은 -Ahx-Ahx-이다.
일부 구체예에서, L1은 임의적으로 치환된 C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로, -CHOH-, -NR-, - N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 대체된다. 일부 구체예에서, L1은 C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로 -NR-, -O-, 또는 -C(O)-에 의해 대체된다. 일부 구체예에서, L1은 에틸렌 글리콜의 하나 이상의 단위이다. 특정 구체예에서, L1은 -(CH2CH2O)- 또는 -(OCH2CH2)- 중 하나 이상의 단위를 포함한다.
특정 구체예에서, L2는 C1-6 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로 -Cy-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, 또는 -C(O)O-에 의해 대체된다. 특정 구체예에서, L2는 C1-3 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로 -Cy-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, 또는 -C(O)O-에 의해 대체된다. 특정 구체예에서, L2는 C1-3 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 탄화수소 사슬의 1, 2 또는 3개의 메틸렌 단위는 임의적으로 및 독립적으로 -Cy-, -NR-, 또는 -C(O)-에 의해 대체된다. 일부 구체예에서, L2는 -C(O)- 또는 -C(O)NH-Cy-이다.
당업자는 제공된 방법에 따라 사용하기 위한 다수의 적합한 가교 시약에 익숙할 것이다. 이러한 적합한 가교 시약은 문헌[Hermanson, G.T. (2008) Bioconjugate Techniques. 2nd edition, Academic Press, New York]에 기술되어 있다. 특정 구체예에서, 가교 시약은 헤테로이작용성 시약이다. 특정 구체예에서, 가교 시약은 호모이작용성 시약이다. 일부 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 몇 가지 예를 들자면,
i) 말레이미드(비스-말레이미도에탄, 1,4-비스말레이미도부탄, 비스말레이미도헥산, 트리스[2-말레이미도에틸]아민, 1,8-비스-말레이미도디에틸렌글리콜, 1,11-비스-말레이미도디에틸렌글리콜, 1,4-비스말레이미딜-2,3-디하이드록시부탄, 디티오-비스말레이미도에탄),
ii) 피리딜디티올(1,4-디-[3'-(2'-피리딜디티오)-프로피온아미도]부탄),
iii) 아릴 아지드(비스-[b-(4-아지도살리실아미도)에틸]디설파이드),
iv) NHS 에스테르/말레이미드(N-(a-말레이미도아세톡시) 숙신이미드 에스테르, N-[ß-말레이미도프로필옥시]숙신이미드 에스테르, N-[g-말레이미도부티릴옥시]숙신이미드 에스테르, N-[g-말레이미도부티릴옥시]설포숙신이미드 에스테르, m-말레이미도벤조일-N-하이드록시숙신이미드 에스테르, m-말레이미도벤조일-N-하이드록시설포숙신이미드 에스테르, 숙신이미딜 4-[N-말레이미도메틸]사이클로헥산-1-카복실레이트, 설포숙신이미딜 4-[N-말레이미도메틸]사이클로헥산-1-카복실레이트, [N-e-말레이미도카프로일옥시]숙신이미드 에스테르, [N-e-말레이미도카프로일옥시]설포숙신이미드 에스테르 숙신이미딜 4-[p-말레이미도페닐]부티레이트, 설포숙신이미딜 4-[p-말레이미도페닐]부티레이트, 숙신이미딜-6-[ß-말레이미도프로피온아미도]헥사노에이트, 숙신이미딜-4-[N-말레이미도메틸]사이클로헥산-1-카복시-[6-아미도카프로에이트], N-[k-말레이미도운데카노일옥시]설포숙신이미드 에스테르, 숙신이미딜-([N-말레이미도프로피온아미도]-#에틸렌글리콜)에스테르),
v) NHS 에스테르/피리딜디티올 (4-숙신이미딜옥시카보닐-메틸-a-[2-피리딜디티오]톨루엔, 4-설포숙신이미딜-6-메틸-a-(2-피리딜디티오)톨루아미도헥사노에이트),
vi) NHS 에스테르/할로아세틸(N-숙신이미딜 요오도아세테이트, 숙신이미딜 3-[브로모아세트아미도]프로피오네이트, N-숙신이미딜[4-요오도아세틸]아미노벤조에이트, N-설포숙신이미딜[4-요오도아세틸]아미노벤조에이트),
vii) 피리딜디티올/아릴 아지드(N-[4-(p-아지도살리실아미도) 부틸]-3'-(2'-피리딜디티오)프로피온아미드),
viii) 말레이미드/하이드라지드(N-[ß-말레이미도프로피온산] 하이드라지드, 트리플루오로아세트산 염, [N-e-말레이미도카프로산] 하이드라지드, 트라플루오로아세트산 염, 4-(4-N-말레이미도페닐)부티르산 하이드라지드 하이드로클로라이드, N-[k-말레이미도운데칸산]하이드라지드),
ix) 피리딜디티올/하이드라지드(3-(2-피리딜디티오)프로피오닐 하이드라지드),
x) 이소시아네이트/말레이미드(N-[p-말레이미도페닐]이소시아네이트), 및 1,6-헥산-비스-비닐설폰으로부터 선택된다.
상술된 방법, 펩티드, 및 컨쥬게이트의 특정 구체예에서, 가교제는 상술된 바와 같은 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 모이어티이다. 일부 구체예에서, 가교제는 거대 분자의 표면 아민 및 타겟화 펩티드의 설프히드릴를 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 모이어티이다. 특정 구체예에서, 가교제는 거대 분자의 표면 하이드록실 및 타겟화 펩티드의 설프히드릴을 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 모이어티이다. 일부 구체예에서, 가교제는 거대 분자의 표면 설프히드릴 및 타겟화 펩티드의 티올을 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 모이어티이다. 일부 구체예에서, 가교제는 거대 분자의 표면 카복실 및 타겟화 펩티드의 설프히드릴을 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 모이어티이다. 일부 구체예에서, 가교제는 하기 구조를 갖는 모이어티이다:
Figure pct00025
특정 구체예에서, L3은 공유 결합이다. 특정 구체예에서, L3은 (PSMAi)/킬레이터 작제물의 반응성 모이어티를 거대 분자의 반응성 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제이다. 특정 구체예에서, L3은 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물의 반응성 모이어티를 거대 분자의 반응성 모이어티와 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제이다. 특정 구체예에서, L3은 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물의 설프히드릴을 거대 분자의 반응성 모이어티를 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제이다. 특정 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 말레이미드 또는 할로아세틸이다. 특정 구체예에서, 이작용성 가교 시약은 말레이미드이다.
일부 구체예에서, 각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리이다. 일부 구체예에서, 각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 6원 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리이다. 일부 구체예에서, -Cy-는 페닐렌이다.
특정 구체예에서, 나노입자는 실리카, 폴리머(예를 들어, 폴리(락틱-코-글리콜산)(PLGA)), 생물제제(예를 들어, 단백질 담체), 및/또는 금속(예를 들어, 금, 철)을 포함한다. 특정 구체예에서, 나노입자는 미국공개 제2013/0039848 A1호(Bradbury et al.(부록 A 참조))에 기술된 바와 같이 "C 도트" 또는 "C' 도트"이며, 이러한 문헌은 전문이 본원에 참고로 포함된다.
특정 구체예에서, 나노입자는 구형이다. 특정 구체예에서, 나노입자는 비-구형이다. 특정 구체예에서, 나노입자는 금속/반-금속/비-금속, 금속/반-금속/비-금속-옥사이드, -설파이드, -카바이드, -니트라이드, 리포솜, 반도체, 및/또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질이거나 이를 포함한다. 특정 구체예에서, 금속은 금, 은, 구리, 및/또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
나노입자는 실리카(SiO2), 티타니아(TiO2), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 게르마니아(GeO2), 탄탈 펜톡사이드(Ta2O5), NbO2, 등을 포함하는 금속/반-금속/비-금속 옥사이드, 및/또는 금속/반-금속/비-금속 보라이드, 카바이드, 설파이드 및 니트라이드를 포함하는 비-옥사이드, 예를 들어, 티탄 및 이의 조합물(Ti, TiB2, TiC, TiN, 등)을 포함할 수 있다.
나노입자는 하나 이상의 폴리머, 예를 들어, 폴리에스테르(예를 들어, 폴리락트산, 폴리(락틱-코-글리콜산), 폴리카프로락톤, 폴리발레로락톤, 폴리(1,3-디옥산-2-온)); 폴리언하이드라이드(예를 들어, 폴리(세박산 무수물)); 폴리에테르(예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜); 폴리우레탄; 폴리메타크릴레이트; 폴리아크릴레이트; 폴리시아노아크릴레이트; PEG와 폴리(에틸렌 옥사이드)(PEO)의 코폴리머를 포함하지만, 이로 제한되지 않는, 미국식품의약국(FDA)에 의해 21 C.F.R. § 177.2600에 따라 인간에서 사용하기 위해 승인된 하나 이상의 폴리머를 포함할 수 있다.
나노입자는 하나 이상의 분해성 폴리머s, 예를 들어, 특정 폴리에스테르, 폴리언하이드라이드, 폴리오르쏘에스테르, 폴리포스파젠, 폴리포스포에스테르, 특정 폴리하이드록시산, 폴리프로필푸머레이트, 폴리카프로락톤, 폴리아미드, 폴리(아미노산), 폴리아세탈, 폴리에테르, 생분해성 폴리시아노아크릴레이트, 생분해성 폴리우레탄, 및 폴리사카라이드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용될 수 있는 특정 생분해성 폴리머는 폴리라이신, 폴리(락트산)(PLA), 폴리(글리콜산)(PGA), 폴리(카프로락톤)(PCL), 폴리(락타이드-코-글리콜라이드)(PLG), 폴리(락타이드-코-카프로락톤)(PLC), 및 폴리(글리콜라이드-코-카프로락톤)(PGC)을 포함하지만, 이로 제한되지 않는다. 다른 예시적인 분해성 폴리머는 폴리(베타-아미노 에스테르)이며, 이는 본 출원에 따라 사용하기에 적합할 수 있다.
특정 구체예에서, 나노입자는 하나 이상의 작용기를 갖거나 갖도록 개질될 수 있다. 이러한 작용기(나노입자 내에 또는 나노입자의 표면 상에)는 임의의 제제(예를 들어, 검출 가능한 독립체, 타겟화 독립체, 치료 독립체, 또는 PEG)와의 회합을 위해 사용될 수 있다. 표면 작용성을 도입하거나 개질시킴으로써 표면 전하를 변경시키는 것 이외에, 상이한 작용기의 도입은 링커(예를 들어, (분열 가능한 또는 (생-)분해성) 폴리머, 예를 들어, 비제한적으로, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, PLGA, 등), 타겟화/호밍 제제, 및/또는 이들의 조합의 컨쥬게이션을 가능하게 한다.
나노입자에 결합된 리간드의 수는 약 1 내지 약 20, 약 2 내지 약 15, 약 3 내지 약 10, 약 1 내지 약 10, 또는 약 1 내지 약 6개의 범위일 수 있다. 나노입자에 결합된 리간드의 작은 수는 신장 제거 컷오프 사이즈 크기를 충족시키는 본 나노입자의 유체역학적 직경을 유지시키는 데 도움을 준다[Hilderbrand et al., Near-infrared fluorescence: application to in vivo molecular imaging, Curr. Opin. Chem. Biol., 14:71-9, 2010].
특정 구체예에서, PSMAi 이외의 치료제는 나노입자에 부착될 수 있다. 치료제는 항생제, 항균제, 항증식제, 항신생물제, 항산화제, 내피 세포 성장 인자, 트롬빈 억제제, 면역억제제, 항-혈소판 응집제, 콜라겐 합성 억제제, 치료 항체, 산화 질소 공여체, 안티센스 올리고뉴클레오티드, 상처 치유제, 치료 유전자 전달 작제물, 세포외 기질 성분, 혈관확장제, 혈전용해제, 항-대사산물, 성장 인자 효능제, 항유사분열제, 스타틴, 스테로이드, 스테로이드 및 비스테로이드 항-염증제, 안지오텐신 변환 효소(ACE) 억제제, 자유 라디칼 스캐빈저, PPAR-감마 효능제, 작은 간섭 RNA(siRNA), 마이크로RNA, 및 항암 화학요법제를 포함한다. 본 구체예에 포함되는 치료제는 또한 방사성핵종, 예를 들어, 90Y, 131I 및 177Lu를 포함한다. 치료제는 방사불소 18F에 결합함에 의해 표지되는 것과 같이 방사성표지될 수 있다.
치료될 수 있는 암은 예를 들어, 임의의 암을 포함한다. 특정 구체예에서, 암은 전립선암이다.
특정 구체예에서, 조영제는 의학적 또는 생물학적 영상화를 위해 본 나노입자에 부착될 수 있다. 포함된 영상화 기술은 특정 구체예에서 양전자 방출 단층촬영(PET), 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT), 전산화 단층촬영(CT), 자기 공명 영상(MRI), 광학 생물발광 영상, 광학 형광 영상, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 조영제는 PET, SPECT, CT, MRI, 및 광학 영상을 위해 당 분야에 공지된 임의의 분자, 물질 또는 화합물일 수 있다. 조영제는 방사성핵종, 방사선금속, 양전자 방출체, 베타 방출체, 감마 방출체, 알파 방출체, 상자성 금속 이온, 및 초상자성 금속 이온일 수 있다. 조영제는 요오드, 불소, Cu, Zr, Lu, At, Yt, Ga, In, Tc, Gd, Dy, Fe, Mn, Ba 및 BaSO4를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 본 구체예의 나노입자에 결합되는 조영제로서 사용될 수 있는 방사성핵종은 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 1241 및 177Lu를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 대안적으로, 조영제는 링커 또는 킬레이트에 부착시킴에 의해, 나노입자에 간접적으로 컨쥬게이션될 수 있다. 킬레이트는 방사성핵종에 결합하도록 적합화될 수 있다. 본 나노입자에 부착될 수 있는 킬레이트는 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥사민(DFO) 및 트리에틸렌테트라민(TETA)을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
특정 구체예에서, 본 발명의 컨쥬게이트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00026
특정 구체예에서, 본 발명의 컨쥬게이트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00027
특정 구체예에서, 본 발명의 컨쥬게이트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00028
특정 구체예에서, 본 발명의 컨쥬게이트는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00029
특정 구체예에서, 프로브 종은 나노입자를 포함한다. 특정 구체예에서, 나노입자는 실리카 구조 및 염료-풍부 코어를 갖는다. 특정 구체예에서, 염료 풍부 코어는 형광 리포터를 포함한다. 특정 구체예에서, 형광 리포터는 근적외선(near infrared) 또는 원적외선(far red) 염료이다. 특정 구체예에서, 형광 리포터는 형광단, 형광색소, 염료, 색소, 형광 전이 금속, 및 형광 단백질로 구성된 군으로부터 선택된다. 특정 구체예에서, 형광 리포터는 Cy5, Cy5.5, Cy2, FITC, TRITC, Cy7, FAM, Cy3, Cy3.5, 텍사스 레드(Texas Red), ROX, HEX, JA133, AlexaFluor 488, AlexaFluor 546, AlexaFluor 633, AlexaFluor 555, AlexaFluor 647, DAPI, TMR, R6G, GFP, 강화된 GFP, CFP, ECFP, YFP, 시트린(Citrine), 비너스(Venus), YPet, CyPet, AMCA, 스펙트럼 그린(Spectrum Green), 스펙트럼 오렌지(Spectrum Orange), 스펙트럼 아쿠아(Spectrum Aqua), 리사민(Lissamine) 및 유로퓸(Europium)으로 구성된 군으로부터 선택된다. 특정 구체예에서, 영상화는 정상 조명 환경에서 수행된다. 특정 구체예에서, 영상화는 주위 조명 환경의 일부 내지 0 레벨로 수행된다.
본원의 영상화 방법은 다수의 상이한 형광 프로브 종(또는, 탄뎀 생물발광 리포터/형광 프로브, 이의 형광 종을 사용하는 구체예에서와 같이), 예를 들어, (1) 표적 접촉(예를 들어, 결합 또는 상호작용) 후에 활성화되는 프로브(Weissleder et al., Nature Biotech., 17:375-378, 1999; Bremer et al., Nature Med., 7:743-748, 2001; Campo et al., Photochem. Photobiol. 83:958-965, 2007); (2) 파장 이동 비콘(wavelength shifting beacons)(Tyagi et al., Nat. Biotechnol., 18:1191-1196, 2000); (3) 다색(예를 들어, 형광) 프로브(Tyagi et al., Nat. Biotechnol., 16:49-53, 1998); (4) 비특이적 프로브가 신체로부터 제거되는 동안 표적에 결합 친화성을 갖는, 예를 들어, 표적 영역 내에 남아 있는 프로브(Achilefu et al., Invest. Radiol., 35:479-485, 2000; Becker et al., Nature Biotech. 19:327-331, 2001; Bujai et al., J. Biomed. Opt. 6:122-133, 2001; Ballou et al. Biotechnol. Prog. 13:649-658, 1997; and Neri et al., Nature Biotech 15:1271-1275, 1997); (5) 다가 영상화 프로브를 포함하는, 퀀텀 도트 또는 나노입자-기반 영상화 프로브, 및 아민 T2 MP EviTags®(Evident Technologies) 또는 Qdot® 나노결정(Invitrogen™)과 같은 형광 퀀텀 도트; (6) 비특이적 영상화 프로브, 예를 들어, 인도시아닌 그린, AngioSense®(VisEn Medical); (7) 표지된 세포(예를 들어, 예컨대, VivoTag™ 680과 같은 외인성 형광단, 나노입자, 또는 퀀텀 도트를 이용하여 표지된 세포, 또는 녹색 또는 적색 형광 단백질과 같은 형광 또는 발광 단백질을 발현하도록 유전적으로 조작된 세포; 및/또는 (8) X-선, MR, 초음파, PET 또는 SPECT 조영제, 예를 들어, 가돌리늄, 금속 산화물 나노입자, 요오드 기반 조영제를 포함하는 X-선 조영제, 또는 비제한적으로 99m-Tc, 111-In, 64-Cu, 67-Ga, 186-Re, 188-Re, 153-Sm, 177-Lu, 및 67-Cu를 포함하는 구리, 갈륨, 인듐, 테크네튬, 이트륨, 및 루테튬과 같은 금속의 방사성동위원소 형태와 함께 이용될 수 있다. 상기 인용된 문헌의 관련 본문은 본원에 참조로서 포함된다. 적합한 영상화 프로브의 또 다른 그룹은 란타나이드 금속-리간드 프로브이다. 형광 란타나이드 금속은 유로퓸 및 테르븀을 포함한다. 란타나이드의 형광 특성은 문헌[Lackowicz, 1999, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd Ed., Kluwar Academic, New York]에 기재되어 있고, 관련 본문은 본원에 참조로서 포함된다. 이 구체예의 방법에서, 영상화 프로브는 영상화 프로브를 주입함에 의해 또는 "분무"와 같은 국소 또는 다른 국소 투여 경로에 의해 전신적으로 또는 국소적으로 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 구체예에 사용된 영상화 프로브는 광역학 요법을 유도할 수 있는 분자에 컨쥬게이션될 수 있다. 이들은 포토프린, 루트린, 안트린, 아미노레불린산, 하이퍼리신, 벤조포르피린 유도체, 및 선택된 포르피린을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 특정 구체예에서, 2개 이상의 프로브 종이 그래픽으로 구별되고, 예를 들어, 다른 색상(예를 들어, 녹색 및 적색, 예를 들어, 녹색 및 청색)으로 표시되어, 2개의 림프 배수 경로 및/또는 결절을 따로따로 표시한다. 특정 구체예에서, 2개 이상의 프로브 종의 표현은 그래픽 디스플레이 상에 중첩되거나, 중첩된 부분은 다른(예를 들어, 제3) 색상(예를 들어, 황색)으로 표현된다. 예를 들어, 말단을 배액시키고 종양 부위로 유도하는 림프 배액 경로의 경우, 상기 경로는 제1 및 제2 프로브 종(각각 디스플레이 상의 제1 및 제2 색상에 해당함) 둘 모두를 함유할 수 있고, 디스플레이 상의 중첩 영역에는 제1 및 제2 색상과 다른 새로운 색상이 할당된다. 상기 색상은 림프부종을 피하기 위해 관련 결절을 제거하지 말아야 함을 나타낼 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 요소의 실시에서 사용되는 형광 퀀텀 도트는 형광제의 성질을 개선시키기 위해 아연 설파이드로 코팅된, 반도체 재료의 여러 원자(카드뮴 및 셀레늄, 설파이드, 또는 텔루륨; 아연 설파이드, 인듐-안티몬, 납 셀레나이드, 갈륨 아르세나이드, 및 실리카 또는 오르모실을 함유하는 것들을 비제한적으로 포함함)를 함유하는 나노결정이다.
특히, 형광 프로브 종은 영상화 프로브의 바람직한 유형이다. 형광 프로브 종은 바이오마커, 분자 구조 또는 생체분자, 예를 들어, 세포 표면-수용체 또는 항원, 세포 내의 효소, 또는 특정 핵산, 예를 들어, 프로브가 하이브리드화되는 DNA를 표적으로 하는 형광 프로브이다. 형광 영상화 프로브에 의해 표적화될 수 있는 생체분자는, 예를 들어, 항체, 단백질, 당단백질, 세포 수용체, 신경전달물질, 인테그린, 성장 인자, 사이토카인, 림포카인, 렉틴, 셀렉틴, 독소, 탄수화물, 내재화 수용체, 효소, 프로테아제, 바이러스, 미생물, 및 박테리아를 포함한다.
특정 구체예에서, 프로브 종은, 예를 들어, 550 내지 1300 또는 400 내지 1300 nm 또는 약 440 내지 약 1100 nm, 약 550 내지 약 800 nm, 또는 약 600 내지 약 900 nm 범위의 적색 및 근적외선 스펙트럼에서 여기 및 방출 파장을 갖는다. 전자기 스펙트럼의 상기 부분의 이용은 조직 투과를 최대화시키고, 생리학적으로 풍부한 흡수제, 예를 들어, 헤모글로빈(650 nm 미만) 및 물(1200 nm 초과)에 의한 흡수를 최소화시킨다. 가시광선 및 자외선 광 스펙트럼과 같은 다른 스펙트럼에서 여기 및 방출 파장을 갖는 프로브 종이 또한 본 발명의 구체예의 방법에서 사용될 수 있다. 특히, 예를 들어, 미국특허번호 6,747,159호(Caputo et al. (2004)); 미국특허번호 6,448,008호(Caputo et al. (2002)); 미국특허번호 6,136,612호(Della Ciana et al. (2000)); 미국특허번호 4,981,977호(Southwick, et al. (1991)); 5,268,486호(Waggoner et al. (1993)); 미국특허번호 5,569,587호(Waggoner (1996)); 5,569,766호(Waggoner et al. (1996)); 미국특허번호 5,486,616호(Waggoner et al. (1996)); 미국특허번호 5,627,027호(Waggoner (1997)); 미국특허번호 5,808,044호(Brush, et al. (1998)); 미국특허번호 5,877,310호(Reddington, et al. (1999)); 미국특허번호 6,002,003호(Shen, et al. (1999)); 미국특허번호 6,004,536호(Leung et al. (1999)); 미국특허번호 6,008,373호(Waggoner, et al. (1999)); 미국특허번호 6,043,025호(Minden, et al. (2000)); 미국특허번호 6,127,134호(Minden, et al. (2000)); 미국특허번호 6,130,094호(Waggoner, et al. (2000)); 미국특허번호 6,133,445호(Waggoner, et al. (2000)); 미국특허번호 7,445,767호(Licha, et al. (2008)); 미국특허번호 6,534,041호(Licha et al. (2003)); 미국특허번호 7,547,721호(Miwa et al. (2009)); 미국특허번호 7,488,468호(Miwa et al. (2009)); 미국특허번호 7,473,415호(Kawakami et al. (2003)); 또한 WO 96/17628호, EP 0 796 111 B1호, EP 1 181 940 B1호, EP 0 988 060 B1호, WO 98/47538호, WO 00/16810호, EP 1 113 822 B1호, WO 01/43781호, EP 1 237 583 A1호, WO 03/074091호, EP 1 480 683 B1호, WO 06/072580호, EP 1 833 513 A1호, EP 1 679 082 A1호, WO 97/40104호, WO 99/51702호, WO 01/21624호, 및 EP 1 065 250 A1호; 및 문헌[Tetrahedron Letters 41, 9185-88 (2000)]에서와 같이 형광단, 예를 들어, 특정 카르보시아닌 또는 폴리메틴 형광성 형광색소 또는 염료가 광학 영상화 작용제를 구성하기 위해 사용될 수 있다.
프로브 종을 위한 예시적인 형광색소는, 예를 들어, 다음을 포함한다: Cy5.5, Cy5, Cy7.5 및 Cy7(GE® Healthcare); AlexaFluor660, AlexaFluor680, AlexaFluor790, 및 AlexaFluor750(Invitrogen); VivoTag™680, VivoTag™-S680, VivoTag™-S750(VisEn Medical); Dy677, Dy682, Dy752 및 Dy780(Dyomics®); DyLight® 547, 및/또는 DyLight® 647(Pierce); HiLyte Fluor™ 647, HiLyte Fluor™ 680, 및 HiLyte Fluor™ 750(AnaSpec®); IRDye® 800CW, IRDye® 800RS, 및 IRDye® 700DX(Li-Cor®); ADS780WS, ADS830WS, 및 ADS832WS(American Dye Source); XenoLight CF™ 680, XenoLight CF™ 750, XenoLight CF™ 770, 및 XenoLight DiR(Caliper® Life Sciences); 및 Kodak® X-SIGHT® 650, Kodak® X-SIGHT 691, Kodak® X-SIGHT 751(Carestream® Health).
본 나노입자의 영상화, 검출, 기록 또는 측정에 적합한 수단은 또한, 예를 들어, 흐름세포 측정기, 레이저 스캐닝 세포측정기, 형광 마이크로-플레이트 판독기, 형광 현미경, 공초점 현미경, 명시야 현미경, 고효율 스캐닝 시스템(high content scanning system), 및 유사 장치를 포함할 수 있다. 하나 초과의 영상화 기술이 본 나노입자를 검출하기 위해 동시에 또는 연속적으로 사용될 수 있다. 한 구체예에서, 광학 영상화는 동일한 대상체에서 다수의 시점을 획득하기 위한 민감하고, 높은 처리량의 스크리닝 도구로서 사용되어, 종양 마커 수준의 반-정량적 평가를 허용한다. 이것은 PET로 얻어진 상대적으로 감소된 시간 해상도를 상쇄시키지만, PET는 용적측정 데이터를 획득하기 위한 적절한 깊이 침투를 달성하고, 질병 진행 또는 개선을 평가하는 수단으로서 수용체 및/또는 다른 세포 마커 수준의 변화를 검출, 정량, 및 모니터링하며, 뿐만 아니라 환자를 적절한 치료 프로토콜로 계층화하기 위해 필요하다.
본원에 기재된 시스템 및 방법은 다양한 스콥(현미경, 내시경), 카테터 및 광학 영상화 장비, 예를 들어, 단층촬영 표현을 위한 컴퓨터 기반 하드웨어를 비제한적으로 포함하는 장치의 사용과 같은 다른 영상화 접근법과 함께 사용될 수 있다. 전립선암(PC)의 성공적인 수술 관리는 질병이 수술 중 검출될 수 있는 정확성에 의존적이다. 전체 수술 및 장기 이환율의 개선은 음성 수술 절제면을 얻고 전이성 림프절(LN)을 국소적으로 완전히 절제하기 위한 외과 의사의 능력에 따른다. 그러나, 수술중 영상화 지침은 암 자체의 분자 결정요인을 동정하는 능력 없이 원칙적으로 인간 시각적 단서 및 촉각 정보를 기초로 한 것이다. 하나의 방법, 즉, 수술중 형광 영상화는 시각화를 개선시키기 위해 매우 신뢰성 있는 툴로서 나타내고, 수술 과정으로 완벽하게 통합될 수 있다.
실시예에 기술된 바와 같이, 코어-함유 및 표면-보유 실리카 나노입자 작용성을 함유한 모듈형 C' 도트 플랫폼이 개선되었다. C' 도트의 코어 내에 스펙트럼으로 구별되눈 NIR 반응성 염료(예를 들어, Cy5.5, 예를 들어, CW800)의 캡슐화는 표면-결합된 타겟화 모이어티들을 구분짓는다.
전립선-특이적 막 항원(PSMA) 및 가스트린-방출 펩티드 수용체(GRPr), 또는 다른 전립선암 타겟을 타겟화하기 위해 최적화된 펩티드가 사용될 수 있다. 예를 들어, PSMA-타겟화 C' 도트 및 GRPr-타겟화 C' 도트는 염료 및 표면 방사성 금속을 도입할 수 있다. PSMA- 및 GRPr-타겟화 펩티드 및 PSMA 억제제(PSMAi) 및 GRP 리간드로 작용화된 입자의 생물학적 성질은 보편적인 세포주, PC 세포주의 전이성 서브클론, 및 RNA-seq에 의해 PSMA 또는 GRPr 전사체를 발현시키는 환자-유도 인간 전립선 오가노이드 배양물에서 스크리닝되었다. 리드 후보물질은 이후에, PET-광학 영상화 방법에 의해 이종이식 및/또는 정위 주사된 PC 모델에서 평가되었다. 연구용 약물(IND) 연구는 PSMA-발현 전이성 결절 및/또는 양성 종양 마진을 검출하도록 설계된 초기 단계 이미지-가이드 수술 시행에서 사용하기 위한 리드 PSMA-타겟화 생성물에 대해 수행될 수 있다. 병행하여, 스펙트럼으로 구별되는 입자 프로브 및 멀티플렉싱 전략은 다음 스테이지 임상 시험을 위한 PSMA- 및 GRPr-발현 전이성 결정을 정확하게 검출할 수 있고, 시험된다.
본 개시내용은 전립선암(PC) 세포주에서 바람직한 결합 동력학/흡수를 달성하기 위해 NIR 염료-캡슐화 PSMA- 및 GRPr-타겟화된 C' 도트를 위한 조정 가능한 표면 화학물질을 결정하고 최적화하는 것을 제공한다. 또한, 본 개시내용은 프로토타입 형광 PSMAi-PEG- 및 GRP-PEG-C' 도트를 합성하고 특징분석하는 것을 제공한다. 또한, 본 개시내용은 검출 민감성 및 조직 콘트라스트를 향상시키기 위한 광물리학적 성질을 개선시키는 것을 제공한다. 또한, 본 개시내용은 결합 친화력, 내재화, 특이성, 및 세포독성을 위한 PSMA 및 GRPr-발현 보편적인 (예를 들어, LNCaP, PC3) 전립선암 세포주에서 입자 프로브를 평가하는 것을 제공한다. 또한, 본 개시내용은 생체내 연구를 위해 리드 후보물질을 선택하기 위해 PC 세포주(LAPC4, VCaP)의 인간 전립선 오가노이드 배양물 및 전이성 서브클론에서 PSMA 및/또는 GRPr 타겟 발현 수준의 변화를 제공한다.
본 개시내용은 바람직한 타겟화 동력학 및 제거 프로파일을 갖는 프로브를 동정하기 위해 PSMA- 및 GRPr-발현 모델에서 최적화된 하이브리드 C' 도트의 종양-민감성 축적 및 PK 프로파일을 평가하는 것을 제공한다. 예를 들어, 특정 구체예에서, 본 개시내용은 64Cu, 67Ga, 또는 89Zr를 갖는 PSMAi- 및 GRP--컨쥬게이팅된-C' 도트에 대한 표면 방사성 표지 조건을 최적화하는 것을 제공한다. 또한, 특정 구체예에서, 본 개시내용은 바람직한 타겟화/제거 동력학을 갖는 프로브를 동정하기 위해, 하나/둘 모두의 타겟을 최고로 발현시키는 보편적인/전이성 세포주 및 인간 전립성 오가노이드 모델로부터 유도된 정위 및 이종이식 모델에서 리드 PSMAi 및 GRP--컨쥬게이팅된 도트로의 스크리닝 PK 및 영상화 연구를 수행하는 것을 제공한다. 또한, 특정 구체예에서, 본 개시내용은 상관 조직학과 함께 MRI-PET 영상화 및 형광-기반 멀티플렉싱 전략을 이용하여 전임상 모델에서 결절성 및/또는 독특한 전이 시에 발현되는 다수의 마커의 정확하고 민감한 검출을 허용하기 위해 리드 C' 도트 후보물질로부터의 스펙트럼으로 구별되는 NIR 염료 함유 생생물을 개발하는 것을 제공한다.
본 개시내용은 또한, PSMAi-C' 도트의 임상 시험을 위한 IND-가능 연구를 수행하고, IND 가능 비임상 안전성 연구를 알리기 위해 마우스에서 리드 후보물질 생성물에 대한 효율적인 선량 범위(마이크로선량) 및 노출(PK 및 제거/선량측정)을 결정하고, 단일 설치류 모델을 이용하여 마이크로투약 연구로서 단일-용량 급성 독성 평가를 수행하고, 수술중 광학 및 수술전 PET/MR 영상화를 이용하여 리드 PSMA-타겟화 C' 도트의 안전성 및 방사선 선량측정을 평가하고 PC, 수술 절제면을 따르는 잔류 종양, 및 국소영역 림프절에 대한 파일롯 데이터를 얻기 위해 파일롯 임상 시험을 수행하는 것을 제공한다.
특정 구체예에서, PET-NIR 광학 영상화 프로브 능력은 PC에서 종양 세포 표면 상의 다수의 분자 타겟의 고해상도 동시 시각화를 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 NIR 입자(예를 들어, C' 도트)는 2개의 상이한 PC-타겟화 리간드와 함께 구성될 수 있다. 방사성 금속은 또한, 전이를 스크리닝하기 위한 수술전 PET 영상화를 가능하게 하도록 결합될 수 있다. 이러한 개발은 총체적으로, 궁극적으로 PC 환자의 외과적 스테이징 및 관리를 개선시켜야 한다. 외과 의사는 PC 및 전이성 질병의 정확한 위치를 더욱 정밀하게 평가하여, 암 초점의 더욱 완전한 절제를 촉진하고, 종양 재발 가능성을 감소시키고, 국소영역 제어 및 종양학적 결과를 개선시킬 수 있다.
단면적 영상화 옵션은 수술 절개면을 따라 전이성 결절 및/또는 잔류 질병의 수술전 검출이 부족하다. 질병의 부위에서 특이적 타겟화 흡수를 나타내는 다수의 방사성 표지된 펩티도-기반 제제가 전-/임상 영상화 연구를 위해 개발되었지만, (i) 암성 초점의 시각화를 위한 이용 가능한 NIR 광학-활성 수술 프로브의 부족; (ii) 관련된 불리한 치료 결과를 갖는 방사성 민감성 장기/조직에서 높은 비특이적 프로브 축적; (iii) 독특한 생물학적 사건을 제어하는 상이한 PC 마커를 검정할 수 없음; 및 (iv) PSMAi-기반 제제에 대한 소수성 NIR 염료의 직접 결합으로부터 형성된 생체활성의 손실인 한계가 포함된다. 이러한 한계의 극복은 보다 양호한 표면 화학 제어를 달성하기 위한 수계 환경에서의 새로운 세대 C' 도트의 합성, 생체활성의 손실을 방지하기 위한 염료 캡슐화; 효율적인 표면 작용화를 위한 원-포트 합성 방법의 이용, 및 입자 결합을 촉진시키는 링커 및 헵티드 설계의 맞춤화를 포함하는 모든 수준의 제품 개발에서 혁신을 필요로 한다. FDA-IND 승인이 2개의 인테그린-타겟화에 대해 수용되었기 때문에, 하나는 흑색종에서 전이성 결절을 맵핑하기 위한 것이고 다른 하나는 악성 뇌 종양에서 입자 분포를 맵핑하기 위한 것인, NIR 염료-캡슐화 실리카 입자 생성물, 추가적인 IND-가능 기술, 즉, PC에서 암성 결절 및 잔류 질병의 개선된 영상-가이드 국소화를 위한 Cy5.5-염료 도입 PSMAi-PEG-C' 도트 및 CW800 염료-도입 GRP-PEG-C' 도트가 생성되었다. 또한, 대략 700 nm(Cy5.5) 및 800 nm(CW800) 방출과 함께 스펙트럼적으로 구별되는 광학 신호를 동시에 검출하도록 조정된 고민감성 휴대용 다중스펙트럼 형광 카메라 시스템(Quest SpectrumTM, Quest Medical Imaging, Netherlands)과 함께, PC 모델에서 실시간 종양 표현형화를 위한 이러한 생성물의 병행 사용은 이러한 입자 프로브에 의해 타겟화된 생물학적 과정의 이해를 개선시키는 데 도움이 된다. 개복 및 복강경 영상화 적용을 위해 구성된 이러한 휴대용 카메라 시스템은 훨씬 더 높은 공간 및 파장 해상도를 달성하면서, 기존의 "블랙 박스(black box)" 소형 동물 영상화 기술과 관련된 한계를 극복한다.
중간체
본 발명은 또한, 제공된 컨쥬게이트의 합성에서 유용한 중간체를 포함한다. 이에 따라, 일부 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식의 화합물을 제공한다:
Figure pct00030
상기 식에서, L1, L2, 및 Y 각각은 상기에서 규정된 바와 같고, 본원의 부류 및 하위부류에서, 단독으로 및 조합하여 기술된다.
일부 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식의 화합물을 제공한다:
Figure pct00031
상기 식에서, L1, L3, 및 거대 분자 각각은 상기에서 규정된 바와 같고, 본원의 부류 및 하위부류에서, 단독으로 및 조합하여 기술된다. 일부 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식의 화합물을 제공한다:
Figure pct00032
상기 식에서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호되며, 및 하나의 아미노산은 수지에 임의적으로 결합된다.
일부 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식의 화합물을 제공한다:
Figure pct00033
상기 식에서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호된다.
일부 구체예에서, 본 발명은 하기 화합물을 제공한다:
Figure pct00034
상기 식에서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호되며, 하나의 아미노산은 수지에 임의적으로 결합된다.
일부 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식의 화합물을 제공한다:
Figure pct00035
상기 식에서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호된다.
특정 구체예에서, 본 발명은 하기 화학식으로부터 선택된 화합물을 제공한다:
Figure pct00036
,
Figure pct00037
, 또는
Figure pct00038
실시예
본 실시예는 PSMA 억제제("PSMAi") 및 금속 킬레이터를 함유한 작제물이 거대 분자에 공유 결합된 컨쥬게이트의 개발을 위해 제공한다. 다양한 거대 분자 및 킬레이터가 사용될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 거대 분자는 초소형 실리카-기반 나노입자(예를 들어, 20 nm 이하의 직경을 갖는 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)를 포함한다. 특정 구체예에서, 금속 킬레이터는 HBED-CC를 포함한다. 다른 특정 구체예에서, 금속 킬레이터는 NOTA를 포함한다. 다른 바람직한 구체예에서, 금속 킬레이터는 DOTA를 포함한다. 특정 구체예에서, 개시된 킬레이터는 보호될 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 기술된 컨쥬게이트에 첨가될 수 있다. 특정 구체예에서, 개시된 킬레이터는 보호되지 않을 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 기술된 컨쥬게이트에 첨가될 수 있다.
이러한 컨쥬게이션 화학물질로부터 형성된 조성물은 자유이고 결합되지 않은 PSMAi 타겟화 분자에 의해 나타나지 않는 성질을 제공하는 분지된 구조 타겟화 분자 및 거대 분자 구조(예를 들어, 나노입자 구조(예를 들어, C-도트 구조))를 생성시킨다. 예를 들어, 거대 분자(예를 들어, 나노입자)는 PSMAi-킬레이터 작제물에 대한 골격으로서 역할을 한다. 특정 구체예에서, 다수의 PSMAi-킬레이터 작제물은 거대 분자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트)의 표면에 부착될 수 있고, 이에 의해 입자와 PSMA 양성 조직 간의 다가 또는 다원자가 상호작용을 가능하게 한다. 특정 구체예에서, 2 내지 30개의 PSMAi-킬레이터 작제물은 거대 분자의 표면에 부착될 수 있다. 특정 구체예에서, 2 내지 25개의 PSMAi-킬레이터 작제물은 거대 분자의 표면에 부착될 수 있다. 특정 구체예에서, 2 내지 20개의 PSMAi-킬레이터 작제물은 거대 분자의 표면에 부착될 수 있다. 특정 구체예에서, 5 내지 10개의 PSMAi-킬레이터 작제물은 거대 분자의 표면에 부착될 수 있다.
타겟 조직에 대한 PSMAi-킬레이터-나노입자 조성물의 전달 및 결과적인 결합은 타겟 조직에 대한 다수의 개별 자유 PSMAi-HBED-CC/킬레이터 분자의 전달 및 결합과 비교하여 지수적으로 향상될 수 있다. 예를 들어, PSMAi-킬레이터 작제물은 자유 PSMAi-킬레이터의 투여보다 PSMAi-킬레이터-나노입자 조성물 형태의 작제물의 투여에 의해 타겟 조직으로 더욱 효과적으로 전달되고 이와 결합될 수 있다.
실시예 1
도 1에 도시된 바와 같은 타겟 분자 PSMAi-HBED-CC에 대한 합성 프로토콜
도 1은 PSMAi-HBED-CC의 개질된 형태를 얻기 위해 사용되는 합성 경로의 개략도를 도시한 것이며, 이는 나노입자 상에 성공적으로 컨쥬게이팅되었다. 합성 프로토콜은 하기에 제공된다.
시약
상업적 공급처로부터 구매된 용매 및 시약은 추가 정제 없이 사용되었다. HBED-CC-디(tBu)에스테르(1)는 ABX로부터 구매되었다. 아세토니트릴, 디에틸 에테르, 디메틸포름아미드(DMF), 에틸 아세테이트, 헥산, 헥사플루오로이소프로판올(HFIP), 메탄올, 메틸렌 클로라이드(DCM), 및 트리플루오로아세트산(TFA)은 Fisher로부터 얻었다. 디메틸설폭사이드(DMSO), 디이소프로필에틸아민(DIEA), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드(EDC), N-하이드록시숙신이미드(NHS) 및 트리에틸아민(TEA)은 Sigma-Aldrich로부터 구매되었다. 2-(7-아자-1H-벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트(HATU)는 Genescript로부터 구매되었다.
플래시 크로마토그래피(Flash Chromatography)
정상(실리카 겔) 정제를 4 g, 12 g, 24 g, 및 40 g 카트리지를 이용하는 Teledyne ISCO CombiFlash Rf 상에서 헥산, 에틸 아세테이트, 메틸렌 클로라이드 및/또는 메탄올을 사용하여 수행하였다.
분석용 HPLC
샘플을 Waters Alliance HPLC 시스템 또는 Autopure LCMS 시스템(2767 Sample Manager, 2996 Photodiode Array Detector, 2420 ELS Detector, Micromass ZQ, 2525 Binary Gradient Module, Column Fluidics Organizer, 515 HPLC Pump, Pump Control Module II)에서, C4 또는 C18 4.6×50 mm 역상 XBridge 분석용 컬럼(Waters) 상에서 1.2 mL/분에서 10분 동안 수(0.5% TFA)중 5 내지 95% 아세토니트릴의 선형 구배를 이용하여 진행시켰다.
분취용 HPLC
샘플을 Waters Preparative 시스템(2996 Photodiode Array Detector, 2545 Binary Gradient Module) 또는 Autopure LCMS 시스템에서, C18 19×150mm 역상 XBridge 분취용 컬럼(Waters) 상에서 20 mL/분에서 30분 동안 수(0.5% TFA)중 5 내지 95% 아세토니트릴의 선형 구배를 이용하여 정제하였다.샘플을 220 nm 또는 348 n메서 분석하였다.
타겟 분자 PSMAi-HBED-CC에 대한 합성 프로토콜
HBED-CC-디(tBu)에스테르(1)를 rbf에서 DCM 및 TEA(3 당량) 중에 용해시키고, 교반하였다. 클로로트리틸 클로라이드(2)를 첨가하고(1.2 당량), TLC 및 LCMS에 의해 모니터링하였다. 3시간 후에, 용액을 진공 중에서 농축하고, 이후에, 플래시 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 오프-화이트 고형물(3)을 단리시키고, 이후에, DMF 및 DIEA(4 당량) 중에 용해시켰다. 3차-부틸옥시카보닐-디아미노에탄을 첨가하고(1.5 당량), 이후에, HATU(2 당량)를 첨가하였다. 반응을 30분 내에 완료시키고(LCMS에 의해 측정됨), 이후에, 진공 중에서 농축하였다. (4)를 오일로서 단리시키고, DCM 중에 재현탁시키고, 이후에, 플래시 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 백색 고형물을 DCM 중 50% HFIP의 용액 중에 용해시키고, 2시간 동안 인큐베이션시켰다. 용액을 진공 중에서 농축하고, 이후에, 디에틸 에테르로 세척하였다. 탈보호된 생성물을 LCMS에 의해 확인하였다. 잔부를 DCM 중에 재현탁시키고, 얼음욕에서 냉각시켰다. EDC를 첨가하고(5 당량), 30분 동안 교반하고, 이후에, NHS(3 당량)를 첨가하였다. 반응을 TLC에 의해 모니터링하였다. 4시간 후에, 반응을 진공 중에서 농축하고, 이후에, 플래시 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 백색 고형물(5)을 단리시키고, DCM 및 TEA(5 당량) 중에 용해시키고, 여기에 (6)을 첨가하고, 반응을 밤새 진행하였다. 용매를 진공 중에서 제거하고, 얻어진 오일을 ACN 중에 재현탁시키고, 역상 HPLC(RP-HPLC)에 의해 정제하고, 여기서, 동결건조시켜 백색 고형물(7)을 얻었다(LCMS에 의해 확인됨). TFA(5% 물)를 고형물에 첨가하고, 30분 동안 교반하였다. 용액을 진공 중에서 농축하고, 이후에, 차가운 에테르로 세척하고, 물/ACN(1:1) 중에 용해시키고, 동결건조시켰다. DMF 및 TEA(5 당량)를 백색 고형물에 첨가하고, 교반하고, 이후에 활성화된 시스테인 에스테르(Ac-Cys(Trt)-NHS, 3 당량)를 첨가하였다. 4시간 후에, 반응을 진공 중에서 농축하고, 이후에, RP-HPLC에 의해 정제하고, 동결건조시켰다. 백색 고형물을 2시간 동안 TFA:TIS:물(비 90:0.5:0.5)의 용액으로 처리하고, 증발시키고, RP-HPLC에 의해 정제하였다. 동결건조 후, 백색 고형물(8)을 전술된 바와 같은 나노입자 내에 도입하였다.
도 3에 도시된 바와 같은 보호된 킬레이터-PSMAi 컨쥬게이트에 대한 합성
도 3은 본 발명의 예시적인 구체예에 따라, PSMAi-DOTA-C'도트를 형성하기 위해, 중간체 "X"(도 2)로 출발하여, DOTA로 나노입자에 결합된 PSMAi 컨쥬게이트의 합성의 개략도이다. 도 2는 금속 킬레이터(예를 들어, DOTA, 예를 들어, HBED, 예를 들어, NOTA) 및 거대 분자(예를 들어, 나노입자)의 부착을 위해 후속하여 사용되는 중간체 조성물 "PSMAi 중간체 'X'"의 형성의 개략도를 도시한 것이다.
보호된 킬레이터의 첨가를 위해 도 3(PSMAi-DOTA)에서의 전략이 사용된다. 예를 들어, NCS-DFO는 NCS-NOTA와 동일한 방식으로 첨가될 수 있다. 다른 예로서, 이러한 전략은 임의의 보호된 킬레이터 모노머, 예를 들어, 보호된 NOTA(tBu)2, NODA-GA(tBu)3, DTPA9tBu)4를 포함하도록 확장될 수 있다.
특정 구체예에서, 킬레이터는 통상적으로, 합성의 최종 또는 끝에서 두번째 단계에서 첨가되어야 한다.
도 4에 도시된 바와 같은 타겟 분자 SCN-Bn-PSMAi-Bn- NOTA에 대한 합성 프로토콜
도 4는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른, SCN-Bn-PSMAi-Bn-NOTA의 합성의 개략도이다. PSMAi-NOTA-C-도트의 합성은 하기에 기술되어 있다. 도 4에 도시된 합성식이 PSMAi 작제물에 NCS-DFO를 결합시키기 위해 사용된다.
PSMAi-DOTA 작제물과 PSMAi-NOTA 작제물의 차이는 펩티드 작제물이 수지에 여전히 부착되어 있는 동안 DOTA가 부착되어 있다는 것이다. 이는, 완전 보호된 DOTA가 구매되고 SPPS 방법을 이용하여 활성화될 수 있기 때문에 가능하다. 반대로, PSMAi-NOTA 합성을 위하여, 펩티드 작제물이 수지로부터 분열된 후에 SCN-Bn-NOTA가 첨가된다. 특정의 바람직한 구체예에서, 링커가 킬레이터의 골격에서 벗어나게 하는 NOTA 유도체가 사용된다. 특정 구체예에서, PSMAi-NOTA 작제물을 구성하기 위해 p-SCN-Bn-NOTA가 사용된다. NOTA 킬레이터는 Ga 및 Cu 방사성 동위원소로 용이하고 안정되게 방사성 표지될 수 있다. 특정 구체예에서, NOTA는 DOTA보다 64Cu를 사용하여 더 양호한 표지 효율 및 안정성을 갖는다. SCN-Bn-NOTA가 단지 보호되지 않은 킬레이터로서 구매될 수 있다는 것이 주지된다.
그러나, 구매할 수 있는 여러 보호된 NOTA 킬레이터가 존재한다. 보호된 NOTA(tBu)2가 사용되는 경우에, 이는 보호된 DOTA(tBu)3이 작제물에 첨가된 것과 유사한 방식으로 첨가될 수 있다. 일반적으로, 임의의 보호된 킬레이터 첨가는 도 3에서의 전략을 사용할 것이며, 임의의 보호되지 않은 킬레이터는 도 4에서의 전력을 사용할 것이다.
펜던트 NOTA를 갖는 링커는 입자에 컨쥬게이션하기 위해 부착되었다. 이를 C 도트와 함께 이용하기 위하여, 예를 들어, 말단 Cys를 갖는 링커 서열은 입자에 Lys-우레아-연결-Glu 약물분자구조(약물분자구조)에 결합시키기 위해 사용되었다. 도 5는 펜던트 NOTA 또는 DOTA 작제물을 생성시키기 위한 분자를 도시한 것이다. 직교 보호 방식이 사용되었지에 따라, 이는 (Ahx)2-Cys-Ac 또는 PEG-Cys-Ac 또는 천연 또는 비천연 아미노산s-Cys-Ac로 이루어진 링커를 포함하는 말단 아세틸화된 Cys를 갖는 임의의 수의 링커를 C 도트에 연결시키는 능력을 허용할 것이다. 이는 또한, 임의의 수의 킬레이터 또는 형광 염료를 D-Lys의 측쇄에 부착시킬 수 있다.
약어
Ac-: 아세틸; Ahx: 6-아미노헥산산; Dde:1-(4,4-디메틸-2,6-디옥사사이클로헥실리덴)에틸; DIEA: N,N-디이소프로필에틸아민; EDT: 1,2-에탄디티올; Fmoc: 9-플루오레닐메틸옥시카보닐; HBTU: 2-(1H-벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트; HOBt: 1-하이드록시벤조트리아졸; HPLC: 고압 액체 크로마토그래피; -NCO: 이소시아네이트; LC-ESI-MS: 액체 크로마토그래피-전자 분무 이온화-질량 분광법; Mtt: 4-메틸트리틸; p-SCN: 파라-이소티오시아네이트; Sta: 스타틴(4-아미노-3-하이드록시-6-메틸헵탄산); tBu: 3차-부틸; SPPS: 고체상 펩티드; TA: 티오아니솔 합성; TFA: 트리플루오로아세트산; Trt: 트리틸; TIS: 트리이소프로필실란.
물질
모든 시약은 HPLC 등급 또는 펩티드 합성 등급이었다. TFA, HBTU, HOBt는 Oakwood Product INC(Estill, SC)로부터 획득되었으며; 모든 Fmoc-아미노산 유도체 및 2ClTrt 수지는 Chem-Impex International(SC Wood Dale, IL)로부터 획득되었다. 모든 용매(피페리딘, DIEA, 페놀, 및 TIS)를 Aldrich(St Louis, MO)에 의해 구매하였다. p-SCN-NOTA를 Macrocyclics(Plano, TX)로부터 구매하였다.
타겟 분자 PSMAi-NOTA에 대한 합성 프로토콜
직교로 보호된 빌딩 블록 Fmoc-Lys(Dde)-OH를 먼저 수동 반응 용기(Chemglass, Vineland, NJ)에서 2-ClTrt 수지 상에 로딩하고, Fmoc 보호기를 제거하여 화합물 1을 수득하였다.
동시에, 0℃에서 6시간 동안 디-tBu 보호된 글루탐산을 트리포스겐 및 DIEA와 반응시킴으로써 글루탐산 이소시아네이트 빌딩 블록[OCN-Glu-(OtBu)2]를 제조하였다.
이소시아네이트 빌딩 블록[OCN-Glu-(OtBu)2]와 화합물 1의 자유 α 아미노 기 간의 실온에서의 하룻밤 반응은 수지 상에 완전히 보호된 우레아(2)를 산출하였다.
Lys 2 상의 Dde 보호기를 2% 하이드라진에 의해 제거하고, 표준 Fmoc 화학 및 표준 SPPS를 이용하는 AAPPTEC 396 오메가 다중 펩티드 합성기(AAPPTEC, Louisville, KY)를 이용하여 화합물 2의 Lys의 ε-아미노기 상에 펩티드 서열 Ac-Cys-Ahx-Ahx-dLys-Ahx-을 빌딩시킴으로써 화합물 3을 수득하였다. 아미노산 측쇄에 대해 선택된 영구 보호기는 Cys에 대해 Trt, 및 Lys에 대해 Mtt이었다. Trt 및 Mtt 보호기는 직교 보호 방식을 기초로 하여 선택되었다. Mtt 보호기는 Mtt가 다른 보호기를 제거하지 않으면서 제거될 수 있도록 Lys를 보호하기 위해 선택되었다. 예를 들어, Cys 상의 Trt는 1% TFA에서 제거할 수 없지만, Lys 상의 Mtt는 1% TFA에서 제거될 수 있다. 특정 구체예에서, 다른 직교 보호 방식이 사용될 수 있다. Fmoc 보호기를 10분 동안 20% 피페리딘으로의 처리에 의해 모든 후속 사이클에서 제거하였다. 펩티드 사슬을 "인 시튜" 활성화된 Fmoc-아미노산으로의 순차적 아실화에 의해 어셈블링하였다(커플링을 위한 20분). 재-커플링을 모든 사이클에서 자동적으로 수행하였다.
Fmoc-아미노산(수지 양과 비교하여 3 당량)의 "인 시튜" 활성화를 우로늄 염(HBTU, 2.7 당량, HOBT 3 당량) 및 DIEA(6 당량)를 사용하여 수행하였다.
dLys 상의 Mtt 보호기를 제거하고, 동일한 반응에서, 화합물 3을 1% TFA로의 처리에 의해 달리 보호된 형태의 수지로부터 분열시켰다. 얻어진 화합물 4를 DIEA의 존재 하, DMF 중에서 p-SCN-Bn-NOTA와 밤새 반응시켜 NOTA 표지된 화합물 5를 수득하였다.
각각이 2.5% 농도의 하기 스캐빈져의 존재 하에서 화합물 5를 TFA로 처리함으로써 측쇄 보호기를 최종적으로 화합물 5로부터 제거하였다: 페놀, 물, TIS, TA 및 EDT.
타겟 분자(TM), PSMAi-NOTA를 LC-MS에 의해 특징분석하고, 최종적으로, 인하우스 최적화된 구배를 이용하여 MS 보조 반-분취용 HPLC에 의해 정제하였다.
분석 및 정제
HPLC 분석 및 반-분취 정제를 168 다이오드 어레이 검출기, 507e 오토-주입기 및 32 KARAT 소프트웨어 패키지가 장착된 Beckmann Coulter System Gold HPLC(Beckmann Coulter, Fullerton, CA) 상에서 수행하였다.
HPLC를 위해 사용되는 분석용 컬럼은 Thermo Fisher(Waltham, MA.)(BetaBasic C18, 150 Å, 0.46 cm × 15 cm, 5 ㎛)로부터 구매되었다. 분취용 HPLC의 경우에, 사용되는 컬럼은 Waters( Milford, MA)(Prep NovaPak, HR-C18, 7.8 × 300 mm, 6 μ M, 60 Å)로부터 구매되었다.
유량을 분석 실행 동안 1 mL/분으로, 및 반-분취 정제를 위해 10 mL/분으로 유지하였다.
이러한 구배를 모니터링하기 위해 사용되는 파장은 분석 중에 214/280 nmㅡ 및 반-분취용 실행의 경우에 225/235 nm이었다.
모든 실행에서 사용되는 이동상 희석제는 물(A), 및 아세토니트릴(B)이며, 이들 각각은 0.1% TFA를 함유한다. 미정제 제조물을 분석하기 위해 사용되는 구배는 30분 내에 선형으로 10%에서 50%까지의 B이었다. 분취 정제를 위하여, 최소 부분의 흐름(0.5 mL/분)은 MS 이온 트랩으로 전환될 수 있으며, 이에 따라, 용출되는 것의 m/z 프로파일을 실시간으로 관찰할 가능성을 활용한다.
이러한 'MS 보조 분취용 HPLC 기술'은 달리 매우 복잡한 혼합물의 정제를 상당히 촉진시켰다. 분취 정제에서 사용되는 구배는 하기와 같다: 40분 내에 선형으로 15%에서 35%까지의 B. ESI-MS: 모든 LC-MS 분석 및 MS 보조 분취 정제를 Thermo Fisher(Waltham, MA)로부터의 LCQ Fleet로 수행하였다.
방사성 표지된 PSMAi 리간드 단독과 비교하여 거대 분자에 결합된 PSMAi-킬레이터 컨쥬게이트를 사용한 급격하게 적은 신장 흡수
도 6a 및 도 6b는 67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트(도 6a) 및 64Cu-NOTA-PSMAi-C'도트(도 6b)에 대해 3개의 점에서 시험관내 세포 결합 데이터를 나타낸다. 나노입자에 결합된 각 PSMAi/킬레이터 작제물은 LNCaP 세포에서의 양호한 흡수 및 내재화를 나타내며, 이는 PSMA 발현에서 높고, PC3 세포에서 낮은 흡수를 나타내며, 이는 PSMA 발현이 낮다. 블로킹 연구는 특정 흡수를 나타낸다. 데이터는, 또한, 시간에 따른 방사성 표지된 PSMAi-C'도트의 흡수의 꾸준한 증가가 존재함을 나타낸다.
놀랍게도, 방사성 핵종의 선택을 기초로 한 흡수 차이가 있는 것으로 보인다. 예를 들어, 64Cu 조성물의 흡수와 비교하여 67Ga-표지된 조성물의 흡수는 흡수의 차이를 나타내었다. 임의의 이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 이러한 예상치 못한 차이는 변수 블로킹으로 인한 것일 수 있다.
도 7a는 누드 마우스(도 7a)에서 및 LNCaP 종양 보유 마우스(도 7b)에서 주사 후 24시간에 67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트 생체분포를 도시한 것이다. 놀랍게도, 67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트는 낮은 신장 흡수를 나타내었다.
67Ga-NOTA-PSMAi-C'도트의 낮은 신장 흡수는, 다른 PSMAi/킬레이터 작제물이 신장에서 높은 흡수를 나타내기 때문에 예상치 못하였다[문헌[Weineisen et al., J Nucl Med 2015; 56:1169-1179] 또는 문헌[Banerjee et al., J. Med. Chem. 2010, 53, 5333-5341] 참조]. 이에 따라, 거대 분자(예를 들어, 나노입자(예를 들어, C'도트))에 PSMAi/킬레이터 작제물의 부착은 자유 PSMAi/킬레이터 작제물과 비교하여 적어도 이러한 이점을 제공한다.
도 8a 및 도 8b는 주사 후 24시간에 LNCaP 종양을 영상화한 67Ga-NOTA-PSMAi-C 도트 SPECT를 도시한 것이다. 도 8a 및 도 8b는 마우스 모델에서 0.5 mCi 67Ga-NOTA-PSMAi-C 도트(도 8a)의 투여 또는 0.5 mCi 67Ga-NOTA-PSMAi-C 및 2-(포스포노메틸)펜탄디오산(PMPA)(160 ㎍/20 g)(도 8b)의 동시-주사를 도시한 것이다. PMPA는 67Ga-NOTA-PSMAi-C 도트의 흡수의 감소를 나타내는 블랙(black)이며, 이는 특이성을 나타내고, 도 6a에 제시된 시험관내 데이터에서 제시되는 결과를 확인한다.
작제 실시예 2
전립선암(PC) 세포주에서 바람직한 결합 동력학/흡수를 달성하기 위한 NIR 염료-캡슐화 PSMA- 및 GRPr-타겟화 C' 도트에 대한 조정 가능한 표면 화학물질의 결정 및 최척화
전립선 타겟화 C' 도트 펩티드
Glu-우레아-Lys PSMAi 억제제 및 봄베신/가스트린 방출 펩티드(GRP) 길항제의 유사체를 방사성 표지화 및 초소형(10 nm 미만) 형광 코어-쉘 실리카 나노입자에 대한 부착을 위한 기능성을 함유하도록 설계하였다(도 3, 도 9a 내지 도 9d). 펩티드를 표준 고체상 펩티드 합성을 이용하여 합성하였다. 완전히 보호된 Glu-우레아-Lys 수지를 수득하기 위해 NH2-Lys(Dde)-OH가 로딩된 2-ClTrt 수지와 글루탐산 이소시아네이트 빌딩 블록을 반응시킴으로써 PSMAi를 합성하였다. 펩티드 서열 Ac-Cys(Trt)-Ahx-Ahx-dLys(Mtt)-Ahx를 Dde 보호의 제거 후 수지-결합된 Glu-우레아-Lys의 Lys ε-아미노 기에 첨가하였다. 최종적으로, Mtt 기를 dLys ε-아미노 기로부터 제거하고, pSCN-Bn-NOTA와 반응하였다. 측쇄 보호기를 TFA 처리에 의해 제거하였다.
GRP 길항제(Ac-Cys-Ahx-Ahx-Lys(DOTA)-4-아미노-1-카복시-메틸-피페리딘-His-Gln-Trp-Ala-Val-Gly-His-Sta-Leu-NH2)(SEQ ID NO: 2)를 RM2 서열을 기초로 하여, 고체상 펩티드 합성(SPPS)에 의해 합성하였다. Lys-DOTA를 양으로 하전된 4-아미노-1-카복시메틸-피페리딘 링커를 통해 부착하였다.
탈보호된 PSMAi 및 GRP 펩티드를 LC-MS에 의해 특징분석하고, MS 보조 반-분취용 HPLC에 의해 정제하였다. 정제된 펩티드를 이의 N-말단 Cys-티올을 통해 말레이미드-PEG-실란에 컨쥬게이팅하였다. PSMAi-NOTA 및 GRP-DOTA PEG-실란 컨쥬게이트를 일작용성 PEG-실란과 함께 C' 도트에 표면 부착을 위해 입자 합성 용액 내에 첨가하였다. 컨쥬게이팅된 C' 도트를 크기 배제 크로마토그래피에 의해 자유 펩티드로부터 분리하였다. 입자 당 부착되는 펩티드의 수를 입자에 대한 펩티드 리간드-PEG-실란의 반응 농도 비율에 의해 추정하였고, 펩티드 흡수 스펙트럼을 이용하여 확인하였다. 입자 재구성을 형광 상관 분광법(FCS) 분석에 의해 확인하였다.
PSMA-HBED-CC-아미도 에틸 티올 유사체를 합성하고, C' 도트 상에 도입하였다. 디-3차-부틸 보호된 HBED-CC(ABX Chemicals)로 출발하여, 하나의 자유 카복실산을 트리틸 기로 보호하였다. 잔류 자유 카복실산을 상기와 같이, PSMAi에 커플링하였다. 트리틸 기를 제거하고, 카복실산을 S-트리틸 아미노 에틸 티올로 개질시켰다. 전반적인 탈보호는 요망되는 PSMAi-HBED-CC-아미도 에틸 티올을 수득하기 위해 산성 조건 하에서 달성되었다. 이후에, 화합물을 티올-말레이미드 화학물질을 이용하여 C' 도트에 컨쥬게이팅하였다.
경쟁적 세포 결합(IC 50 )
상응하는 67Ga 표지된 펩티드를 사용한 PSMAi-NOTA-C'도트 및 GRP-DOTA-C' 도트 펩티드를 각각 LNCaP 및 PC3 전립선암 세포로의 경쟁적 전립선암 세포 결합 연구에서 시험하였다(도 10). PSMAi-NOTA-C' 도트 및 GRP-DOTA-C' 도트 펩티드에 대한 겉보기 Kd 값은 각각 4.92×10-9 및 3.38×10-8이었다.
방법
표 5는 본 개시내용의 구체예에 따른 개선된 친화력 및 입자 연결을 위한 다양한 펩티드 작제물을 나타낸다. 예를 들어, PSMA-타겟화 및 GRPr-타겟화 펩티드 서열은 말레이미드-작용화된 PEG 사슬에, 그리고, 수계 환경에서 합성된 C' 도트에 컨쥬게이팅될 때 약물분자구조 활성을 보존하기 위해 화학적으로 구성될 수 있다. 입자 당 펩티드 리간드의 수는 흡수 분광법에 의해 추정될 수 있다. C' 도트 코어 크기는 입자 명도(particle brightness)를 최대화하기 위해 반응성 NIR 염료의 수를 최적화하기 위해 조정될 수 있다. 표 5는 다양한 링커 화학물질을 갖는 대략 8개의 C' 도트 작제물의 예를 도시한 것이며, 입자 당 PSMAi 및 GRP 리간드의 수는 생물학적 성질을 최대화하기 위해 조정될 수 있다. 경쟁적 결합 연구는 PK 분석을 위한 최적의 입자 프로브를 선택하기 위해 사용될 수 있다.
표 5
Figure pct00039
프로토타입 형광 PSMAi-컨쥬게이팅된 C' 도트 및 GRP--컨쥬게이팅된-C' 도트의 현상 및 특징분석
본 개시내용은 PSMAi 및 GRP 리간드의 부착, 방사성 표지, 및 상응하는 프로토타입 C' 도트 타겟화 플랫폼을 알리기 위해 사용될 수 있는 설계 및 특징분석 전략을 제공한다. 또한, 본 개시내용은 보다 양호한 C' 도트의 표면 화학적 제어 및 방사성 화학적 안정성을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있는 수계 환경에서의 합성 방법을 제공한다.
PSMA-타겟화 및 GRPr-타겟화 펩티드를 구조적으로 최적화함
본 개시내용은 또한, 비-타겟 조직 흡수를 감소시키면서 PC 흡수를 향상시키기 위해 PSMA-타겟화 펩티드 및 GRPr-타겟화 펩티드를 구조적으로 최적화하는 것을 제공한다. 예를 들어, 입자에 펩티드를 컨쥬게이팅하기 위해 사용되는, Glu-우레아-Lys 약물분자구조와, 방사성 금속 킬레이터 및 링커 간의 Axh 링커 모이어티(도 9a 내지 도 9d)는 친수성을 부가하기 위해 PEG로 치환될 수 있다(표 5). 링커뿐만 아니라, PSMA-타겟화 펩티드에 컨쥬게이팅된 킬레이터의 특성 및 전하의 변화가 종양 흡수에 크게 영향을 미치고, 제거 성질에서 더 큰 결과를 갖는다는 것이 주지된다. 예를 들어, 특히, 신장 및 타액선에 대한 정상 조직에 대한 종양 비율의 개선은 방사선치료 적용을 위해 중요하다. 대안적으로, 입자 표면에 대한 킬레이터의 직접 컨쥬게이션은 이러한 플랫폼의 수용체 결합 및 흡수를 개선시키기 위해 시험될 수 있다(도 21).
SPPS 화학물질은 Advanced ChemTech Tetras 또는 AAPPTEC 396 펩티드 합성기를 이용하여 PSMAi, 봄베신 GRP, 및 관련된 펩티드-킬레이터 작제물을 합성하기 위해 이용될 수 있다. 분취용 LC-MS HPLC는 LCQ-Fleet 이온 트랩 질량 분광계(MS)에 커플링된 Beckman Coulter 시스템을 이용하여 타겟 화합물을 동정하고 정제하기 위해 사용될 수 있다. 정제된 펩티드는 입자 표면 작용화 이전에 N-말단 Cys-티올을 통해 말레이미드-말단 PEG-실란에 컨쥬게이팅될 수 있다. 대안적으로, 자유 표면 아민-함유 입자는 삽입에 의한 후-PEG화 표면 변형에 의해 NHS 또는 SCN 킬레이터로 직접적으로 컨쥬게이팅될 수 있다(PPSMI, 하기 참조).
다양한 리간드 수를 갖는 PSMAi-NOTA-C' 도트, PSMAi-HBED-CC-C' 도트, PSMAi-DFO-C' 도트 및 GRP-DOTA-C' 도트
특정 구체예에 따르면, 초소형(예를 들어, 10 nm 이하) 형광 코어-쉘 실리카 나노입자는 하기 킬레이트화된 펩티드로 작용화될 수 있다: PSMAi-NOTA, PSMAi-HBED-CC, PSMAi-데페록사민(DFO), 및 GRP-DOTA. 이러한 펩티드는 예를 들어, 수성 매질에서의 단일-배치 반응으로부터 합성될 수 있다.
도 14는 합성 단계의 단순화된 순서도를 도시한 것이다. 짧게 말하면, 별도로 제조된 염료-실란 컨쥬게이트와 함께, 수용성 실리카 전구체(TMOS; 테트라메톡시 오르쏘실리케이트)는 실란 가수분해 및 입자 형성을 가속화하기 위해 약 염기성 약 pH 8에서 물에 첨가될 수 있다. 널리 규정된 시간 후에, 입자 성장은 펩티드 리간드-보유 PEG-실란 및 PEG-실란의 동시 첨가에 의해 종결될 수 있다. 합성 후에, 입자는 한 세트의 정제 및 특징분석 단계로 처리될 수 있다. 예를 들어, 정제 단계는 응집 산물 및 자유 염료로부터 입자를 분리하기 위한 겔침투 크로마토그래피(GPC)를 포함할 수 있다. 또한, 특징분석 단계는 수중 자유 염료에 대한 수력학적 크기, 농도, 및 밝기를 평가하기 위한 FCS, 및 입자 당 염료 및 리간드의 수를 결정하기 위한 광학 분광학, 입자 표면 전하를 평가하기 위한 제타-전위 측정뿐만 아니라, FCS와 크기 결과를 비교하기 위한 동적 광 산란(DLS)을 포함할 수 있다.
89Zr 방사성 표지화를 위한 PSMAi-DFO의 합성을 위하여, 삽입에 의한 후-PEG화 표면 변형(PPSMI)의 방법이 개발되었다. 플레인 PEG-실란뿐만 아니라 PSMAi 보유 PEG-실란으로의 PEG화 단계 후에, 소량의 작용성 실란(예를 들어, 아민-실란)을 먼저 PEG화된 표면에 도입하고, 후속하여, DFO-NCS와 반응시키고, 이에 의해 PEG 사슬들 사이에 DFO 분자를 삽입하였다(도 14 참조). DFO 분자를 효율적으로 방사성 표지하여, PSMA-타겟화 C' 도트(도 13) 또는 인테그린-타겟화 C' 도트와의 초기 생체분포 연구에 대해 나타난 높은 타겟화 효율(10% ID/g 초과) 및 백그라운드에 대한 종양 비율을 나타내었다. 합성 후에, 입자 정제 및 특징분석은 본원에 기술된 바와 같이 수행될 수 있다.
검출 민감성 및 조직 콘트라스트를 향상시키기 위해 광물리학적 성질의 개선
본 개시내용은 최적의 타겟화 효율 및 민감성을 위해 기술된 나노입자 조성물을 개선시키는 것을 제공한다. 선택된 모든 타입의 리간드/타겟화 모이어티(예를 들어, PSMAi, 예를 들어, GRPr 억제제)에 대하여, 입자가 타겟화 효율 및 민감성에 대한 최적의 결과를 달성하기 위해 재-최적화될 필요가 있다는 것이 주지된다. 이에 따라, 입자 당 리간드의 수, 및 리간드 수의 함수로서의 실리카 코어 크기는 최적화되어야 하며, 이는 또한, FCS 및 광학적 분광법의 조합에 의해 측정한 경우에, 입자 당 염료의 관련된 수에 영향을 미칠 수 있다. 그러한 목적을 위하여, 입자 크기의 검출 가능한 증가가 일어날 수 있는, 수에 있어서 약 5 내지 약 100(예를 들어, 약 15 내지 약 20)의 더 높은 별개의 리간드 수에 대한 제공된 나노입자 크기에 대한 다양한 리간드 수 이외에, 리간드 수가 일정하게 유지되지만 실리카 코어 직경이 밝기 및 타겟화 효율의 최적의 결과를 확인하기 위해 변경될 수 있는 실험이 수행될 수 있다. 이는 예를 들어, 수성 반응 혼합물에 신란의 첨가 및 PEG-실란 켄칭 입자 성장의 첨가 후에 입자 성장 단계의 시간을 다양하게 함으로써 달성될 수 있다. 입자 정제 및 특징분석 단계는 변경되지 않았다.
PSMA-C' 도트 및 GRPr-타겟화 C' 도트의 시험관내 생물학적 성질
보편적인 PSMA-발현 세포주 및 GRPr-발현 세포주를 사용하여, 리드 PSMAi-결합된 및 GRP-결합된 C' 도트 후보물질의 결합 친화력, 효능, 및 특이성은 경쟁적 결합 검정 및 광학적 검출 방법을 기초로 하여, 이의 개개 타겟, PSMA 및 GRPr에 대해 결정될 수 있다. 각 조성물의 결과는 프로토타입 PSMAi-NOTA-C' 도트 및 GRP-DOTA C' 도트 및 고유 PSMA 및 GRP 펩티드를 사용하여 유도된 것과 비교될 수 있다. 예를 들어, IC50, 또는 표준 방사성 표지된 PSMAi 효능제 및 GRP 길항제 결합의 50%를 억제하기 위해 요구되는 C'도트 농도는 10-13 내지 10-5 mol/L의 농도 범위에 걸쳐 C' 도트 작제물에 대해 결정될 수 있다. 125I-[Bolton-Hunter] 표지된 Glu-우레아-Lys(PSMAi) 및 125I-(Tyr4)-봄베신과의 경쟁적 결합뿐만 아니라 제한된 PK 연구는 PSMAi 및 GRP 펩티드 작제물에 대해 수행될 수 있다. 또한, 식균작용 경로를 통한 C' 도트의 세포 교환(cell trafficking)은 또한 형광 리포터를 이용하여 조사될 수 있고, 시간차 현미경을 이용하여 소화된 형광 입자와의 공동-국소화를 위해 시험될 수 있다.
생체내 실험을 위한 리드 후보물질을 선택하기 위해 PC 세포주의 인간 전립선 오가노이드 배양물 및 전이성 서브클론에서 PSMA 및/또는 GRPr 타겟 발현 수준의 변화에 대해 스크리닝함
기술된 조성물은 또한, 생체내 사용을 위한 후보물질을 선택하기 위해 인간 세포주에서 시험될 수 있다. 항체-매개 검출은 (1) PC 세포주의 전이성 서브클론(예를 들어, LAPC4, VCaP); (2) RNA-seq에 의한 PSMA(FOLH1)(n=7; 예를 들어, MSK-PCa1, -PCa3, -PCa5, -PCa8, -PCa9, -PCa10, -PCa11) 또는 GRPr 전사체(n=1; MSK-PCa1)를 발현시키는 환자-유도 인간 전립선 오가노이드 배양물(도 22); 및 (3) 이의 개개 타겟에 대한 대조군으로서 역할을 하는 보편적인 세포주(예를 들어, LNCaP, PC3)에서 IHC를 갖는 PSMA(Dako, M3620, Clone 3E6, 1:100 희석) 및 GRPR(Abcam, ab39963; 5 ㎍/ml) 타겟 단백질 발현 수준을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 각 마커를 위하여, IHC 염색 강도는 1 내지 100%의 퍼센트 강도 범위에 대해 1, 2, 또는 3의 스코어를 지정할 수 있다. 이는, PSMA- 또는 GRPr-발현 세포의 %와 함께, 생체내 연구를 위한 리드 후보물질을 선택하기 위한 H 스코어를 규정하기 위해 사용될 수 있다. 정위 주사된 오가노이드 배양물은 LN, 뼈, 및 다른 연질 조직 전이로 이어지는 피부 또는 전이성 종양뿐만 아니라, 높은 전이성 효율을 갖는 서브클론을 발달시킬 수 dT다 이러한 것은 이의 유전자형/표현형이 인간 전립선 생물학의 중요한 특징을 되풀이하기 때문에, 매우 관련된 모델이다. 고려되는 타겟을 발현시키는 세포는 생체내 실험을 위해 사용될 수 있다.
또한, 다양한 수의 타겟화 펩티드를 보유한 C' 도트의 최대 차동 결합/흡수, 특이성, IC50, 및 독성은 리드 후보물질을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 소정 범위의 입자 농도 및 인큐베이션 시간에 대한 세포의 인큐베이션 후에, 퍼센트(%) 결합은 광학적 검출 및/또는 감마 카운팅 방법에 의해 결정될 수 있다. % 살아있는 세포는 트립판 블루 세포 생존 검정으로 측정될 수 있다(Vi-Cell 생존 분석기).
시험관내 결합 실험은 최대 차동 흡수 및 수용체 결합 파라미터(K0, Bmax, IC50)를 기초로 한 보편적인 PC 세포주에서 최적의 펩티드 화학물질 및 타겟화된 C' 도트 설계를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 정확한 또는 순열 참조 분포로의 순위 시험은 상이한 수의 리간드에 대한 파라미터를 비교하는 데 사용될 수 있다. 생체내 사용을 위한 리드 후보물질 세포주를 결정하기 위해, H 스코어는 동일한 통계학적 방법을 이용하여 비교될 수 있다.
작제 실시예 3
바람직한 타겟화 동력학 및 제거 프로파일을 갖는 후보물질을 동정하기 위한 PSMA- 및 GRPr-양성 모델에서의 최적화된 C' 도트 영상화 프로브의 종양-선택적 흡수 및 PK 프로파일의 평가
방사성 핵종
다양한 방사성 핵종은 기술된 조성물과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 구리-64(t1/2=12.7시간, β+=0.65 MeV, β-=0.58 MeV) 반감기 및 붕괴 특징은 입자의 생체 분포와 잘 매칭되고, PET 영상화를 위해 적합하다. 대안적으로, 예를 들어, 전자 캡쳐에 의한 갈륨-67(t1/2=78시간, 91, 93, 185, 296 및 388 keV γ-방출) 붕괴는 SEPCT에 의해 영상화될 수 있다. 구리 및 갈륨 둘 모두는 NOTA에 의해 효율적으로 킬레이팅된다. 더 긴 반감기는 24시간후의 시점에서 영상화할 수 있다. 또한, 지르코늄-89(t1/2=78시간, β+avg=395 keV)는 C' 도트의 약동력학과 일치하는 더 긴 시점에 PET 영상화를 위해 사용될 수 있는 양전자 방출 방사성 핵종이다. 89Zr은 DFO에 의해 킬레이팅될 수 있거나, 표면 실란올 기를 통해 미세다공성 실리카 나노입자에 직접적으로 배위될 수 있다.
방사성 표지된 PSMAi-NOTA- 및 GRP-DOTA-C' 도트
PSMAi-NOTA-C' 도트(21 pmol)를 70℃에서 20분 동안 NH4Ac 완충제 pH 5.5 중에서 64Cu 또는 177Lu(210 pmol)로 방사성 표지하였다. 평균 방사성 표지화 수율은 98.6% 및 99.3%이었으며, 방사화학적 순도는 98% 및 99.9%이었다. 방사성 표지된 입자 착물의 안정성을 물, 염수, 및 혈청에서 시험하였다(표 1).
표 1은 퍼센트 방사성 표지된 C' 도트 안정성을 나타낸 것이다.
표 1
Figure pct00040
방사성 표지된 입자 세포 결합
PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트 및 GRP-(177Lu)DOTA-C' 도트를 LNCaP 및 PC3 세포와의 세포 결합에 대해 시험하였다(도 11a 내지 도 11c). 세포를 100,000 CPM의 PD10 정제된 방사성 표지된 C' 도트와 함께 인큐베이션하였다. PMPA 및 봄베신을 PSMAi 및 GRP 방사성 표지된 C' 도트를 차단하기 위해 사용하였다. 3회의 PBS 세척 후에, 막 표면-결합 분획을 40 mM NaOAc(pH=4.5, 0.9% NaCl, 0.2% BSA)로 제거하고, 그 후에, 세포를 NaOH 중에 용해시켜 내재화된 카운트를 수득하였다. 1 h, 4 h, 및 24 h에서 시간 경과 흡수 연구에서는 최적의 결합이 24 h에 달성되었음을 나타내었다. 결합된 PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트를 LNCaP 세포 내에 내재화하였다. 결합 및 내재화를 PSMA 억제제 PMPA에 의해 차단하여Tsmse 이는 PSMA 특이성을 나타낸다. PSMA를 발현시키지 않는 PC3 세포는 유의미하게 더 낮은 결합을 나타내었다. 유사한 결과는 PSMAi-(67Ga)NOTA-C' 도트의 경우에 얻어졌다(데이터는 미도시됨). GRP-(177Lu)DOTA-C' 도트 결합된 PC3 세포는 효율적으로 내재화되지 않았다. 결합은 봄베신에 의해 차단되었는데, 이는 GRPrdp 대한 특이성을 입증한다. 단지 낮은 수준의 결합은 LNCaP 세포의 경우에 관찰되었으며, 이는 GRPr을 발현시키지 못한다.
64 Cu- 및 89 Zr-표지된 PSMAi-C' 도트로의 생체분포 및 종양 타겟화
64Cu로 방사성 표지되고 PD10 컬럼 상에서 정제된 PSMAi-NOTA-C' 도트는 97.5%의 RCP 및 2.46 Ci/μmol의 비방사능을 갖는다. 정상 CD-1 마우스에 꼬리 정맥을 통해 100 ㎕의 염수 중 20μCi의 PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트를 주사하였다. 마우스의 그룹을 사전-결정된 시점에 희생하였고, 조직을 절개하고, 계량하고, 방사능을 정량화하였다. 도 12는 조직 그램 당 퍼센트 주사 선량(%ID/g)으로서 제시된 데이터를 도시한 것이다. 혈액으로부터 PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트의 소멸은 신장을 통해 주요 배설로 고속이었다. 24-h p.i.에서, 간 및 비장을 포함하는 정상 조직의 입자 흡수는 5% ID/g 미만이었다. 선량측정 계산은 표준 사람(70 Kg) 의학 내부 방사선 선량 형식(standard person (70Kg) Medical Internal Radiation Dose formalism)을 이용하여 수행되었다. C57 마우스에서의 PK 데이터를 OLINDA를 이용하여 계산하였다(표 2). 선량측정은 정상 장기에서 mCi 기준으로 바람직한 것으로, 다른 통상적으로 사용되는 진단 방사성 트레이서의 것과 유사한 것으로 확인되었다. 데이터는 과도한 정상 장기 선량에 대한 우려를 제기하지 않았다.
표 2
Figure pct00041
Figure pct00042
89Zr-표지된 PSMAi-C' 도트(예를 들어, PSMAi-(89Zr)DFO-C' 도트)는 또한, PSMAi-양성(LNCaP) 및 음성 종양(PC-3) 모델에서 특정 종양 타겟화를 위해 개발되고 시험되었다. 도 13에 도시된 바와 같이, 2배 초과의 종야 흡수 향상(약 9 %ID/g 대 약 3.5 %ID/g)은 LNCaP 종양-보유 마우스에서 관찰되었다. 72-h p.i.에서의 생체외 생체분포는 설계시 프로브의 특정 종양 흡수를 추가로 확인하였다(도 13). 생체내 방사성 안정성은 24-h p.i.에서 90% 초과이었다. 오토라디오그래피는 PSMA-양성 종양 모델에서 PSMAi-(89Zr)DFO-C' 도트의 특정 흡수 및 조직 침투를 추가로 확인하였다(도 13-삽도).
방법
방사성 금속으로의 표지화 절차의 최적화 후에, 스크리닝 검정은 리드 후보물질 입자 프로브 및 세포주가 내재화, PK, 및 종양-타겟화 연구를 위해 선택될 수 있다는 것을 결정할 수 있다. 예를 들어, 종양-보유 마우스에서 초기 PK 평가에 의해 확립된, 타겟화 효율, 제거, 선량측정, 및 생성물 방사성 안정성은 조직적 상관 관계와 함께 원발성 병소 및 전이성 질병의 생체내 영상화 평가를 위한 리드 입자 생성물을 동정하기 위해 이용될 수 있다.
64 Cu, 67 Ga, 또는 89 Zr을 갖는 PSMAi--컨쥬게이팅된-C' 도트 및 GRP--컨쥬게이팅된-C' 도트를 위한 표면 방사성 표지화 조건의 최적화
최종 단계에서, PSMA 및 GRPr 타겟화된 C' 도트는 PSMAi-(64Cu)NOTA-C' 도트 및 GRP-(67Ga)DOTA-C' 도트를 수득하기 위해 30분 동안 그리고 70℃에서 아세테이트 완충제(pH 5.5) 중에서 다양한 농도(약 0.3 내지 300 nmol)로 64Cu 및 67Ga로 방사성 표지화될 수 있다. 89Zr 표지화를 위하여, 합성시 PSMAi-DFO-C' 도트는 37℃에서 30분(pH 7 내지 8) 동안 89Zr-옥살레이트와 함께 인큐베이션될 수 있다. 방사성 표지된 PSMA-타겟화 C' 도트 및 GRPr-타겟화 C' 도트는 PD-10(G-25) 크기 배제 크로마토그래피를 이용하여 정제될 수 있다. 방사성 표지화 실험을 위하여, 특정 방사성 표지화 파라미터는 최적의 방사성 표지화 효율 및 높은 특이적 활성을 위해 결정될 수 있다. 표지화는 가장 높은 특정 활동을 형성하는 것으로 나타나는 조건으로 개시할 수 있다. 품질 관리는 ITLC, HPLC, 및 세포-기반 수용체 결합 생물검정을 포함한다. 방사성 표지된 C' 도트의 안정성은 25℃에서 H2O, PBS 중에서, 및 37℃에서 마우스 및 인간 혈청에서 결정될 수 있다.
방사성 표지된 C' 도트의 세포 내재화 및 유출
방사성 표지된 입자 컨쥬게이트를 이용하여, PSMA-발현 및 GRPr-발현 LNCaP 및 PC3 세포 내의 입자 분포는 시간 경과 현미경법 및 시험관내 검정으로의 결합 및 내재화 연구를 기초로 하여 조사될 수 있다. 방사성 표지된 C' 도트 트레이서는 시간(0.5 내지 4시간)에 따라 세포와 함께 인큐베이션되고, 막-결합된 입자를 제거하기 위해 산성 완충제로 세척하고, 방사능은 세포 및 산성 세척 분획에서 정량화될 수 있다. 결합 특이성은 결합 연구와 동일한 시간 프레임에 따라 과량의 비-방사성 표지된 PSMAi 및 GRP 펩티드 및 C' 도트와 함께 C' 도트 트레이서의 인큐베이션에 의해 결정될 수 있다. 방사능의 유출은 방사선 표지된 입자의 세포 흡수를 허용하고, 산성 완충제로 세척하고, 세포 배지를 변경하고, 매질 내로의 방사능의 역방출을 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 비-특이적 결합은 PSMA에 대해 PMPA로 GRPr 길항제 결합을 위해 RM2 펩티드로 수용체 타겟을 차단함으로써 결정될 수 있다.
또한, 바람직한 타겟화/제거 동력학을 갖는 프로브를 동정하기 위해, 보편적인/전이성 세포주로부터 유도된 피하 및 정위 모델뿐만 아니라 하나/둘 모두의 타겟을 최대로 발현시키는 인간 전립선 오가노이드-기반 모델에서 리드 PSMAi--컨쥬게이팅된 C' 도트 트레이서 및 GRP--컨쥬게이팅된 C' 도트 트레이서의 PK 스크리닝 및 생체내 영상화가 수행될 수 있다.
예를 들어, 제공된 조성물의 스크리닝 PK 연구는 (i) 비 종양-보유 무흉선 nu/nu 마우스(n=3 마우스/C' 도트 트레이서; 약 20 μCi/마우스) 및 (ii) OD-SCID (NOD.CB17-Prkdcscid) 종양-보유 마우스의 별도의 코호르트(코호르트 당 적어도 3마리의 동물) 내에 각 방사성 표지된 리드 후보물질 PSMA-, GRPr-타겟화 입자 트레이서의 정맥내(i.v.) 주사 후 수행될 수 있다. 예를 들어, 하기 종양 이종 이식이 조사될 수 있다. 통상적인 모델은 15.0×106개 세포(예를 들어, LNCaP, 22RV1, PC3)를 사용하며, 전이성 서브클론은 15.0×106개 세포(예를 들어, PSMA+ 발현 LAPC4, VCaP)를 사용하며, 오가노이드 모델은 5.0×105개 세포를 사용한다. 추가적인 코호르트는 생물학적 대조군(예를 들어, PC3, 비-PSMA 모델의 경우)로서 역할을 한다. 마우스는 후속 PET 및 SPECT 영상화를 위한 리드 C' 도트 생성물을 선택하기 위해 72시간 p.iRk지의 4개의 특정 시점에 희생될 수 있다. 주요 장기, 종양, 혈액 및 소변의 그램 당 주사된 선량(%ID/g) 값의 붕괴-보정 퍼센트는 신틸레이션 웰-카운터(scintillation well-counter)에서 평가될 수 있다. 분석적 방사성HPLC 및 방사성TLC는 생물학적 시편에서 방사성 안정성 및 대산산물을 평가하기 위해 사용될 수 있다.
생체내 PET 영상화 및 분석
최대 타겟화된 종양 흡수, 제거 프로파일, 선량측정 및 방사성 안정성을 산출하는 입자 트레이서 및 종양 모델은 PET 및 SPECT 영상화뿐만 아니라, 전이성 결절 맵핑 실험을 위한 단일 리드 PSMAi-작용화된 C' 도트 프로브 또는 GRP-작용화된 C' 도트 프로브를 동정하기 위해 이용될 수 있다. 영상화 평가를 위하여, 별도의 마우스 코호르트(코호르트 당 n=10)는 약 300 μCi C' 도트 트레이서/마우스의 i.v. 주사 후에 72시간 간격에 걸쳐 일렬로 스캐닝될 수 있다(예를 들어, 15 내지 30분 정적 이미지). 고려되는 영역(region-of-interest; ROI) 분석은 평균 활성 및 백그라운드에 대한 타겟 비율을 기록하기 위해 종야 영역 및 주요 장기/조직에 대해 수행될 수 있다.
작제 실시예 4
멀티플렉싱 전략 및 상관 조직학을 이용하여 전임상 모델에서 PSMA-발현 결절 전이, GRPr-발현 결절 전이를 동정하기 위해 리드 C' 도트 후보물질로부터 스펙트럼으로 구별되는 NIR 염료-함유 생성물을 개발함
제공된 조성물은 전임상 모델에서 결절 전이를 동정하기 위해 스펙트럼으로 구별되는 NIR 염료-함유 생성물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 염료-캡슐화 실리카 코어를 생성하기 위해, Cy5.5 및 CW800 염료-실란 컨쥬게이트를 TMOS와 함께, 반응 혼합물 내에 첨가하였으며, 이는 1-포트 공정으로서 최종 타겟화 및 방사성 표지된 입자 생성물 전부를 형성하기 위해 표면-작용화된 것이다. FCS에 의해, 본원에 기술된 PSMAi-PEG-Cy5.5-(표 3) 및 GRP-PEG-CW800-C' 도트(표 4)의 대표적인 배치에 대해 입자 크기 및 밝기 지수를 결정하였다.
Figure pct00043
통상적으로, 단일 타겟에 결합하는 비-특이적 형광 염료 또는 프로브를 사용하는 통상적인 방법과는 대조적으로, 특정 구현예에 따르면, 림프계 내에서 다중 암 마커의 동시 광학 검출을 가능하게 하는 멀티플렉싱 영상화 전략이 이용될 수 있다. 이는 수술중 셋팅에서 분자 암 표현형의 조기 검출, 개선된 특징분석, 및 더욱 정확한 국소화를 촉진시킬 수 있다. 동물 모델 및 인간에서, 이러한 멀티플렉싱 툴은 암 타겟 발현, 스테이징, 및 치료 관리의 이질성을 다루기 위해 필요한 검출 능력을 제공한다. 또한, 이러한 영상화 전략은 SLN 생검 또는 절개 동안 수술 외과 의사를 가이딩하기 위해 신뢰성 있는, 실시간 수술중 로드맵으로서 역할을 한다.
개념 입증의 큰 동물 전이성 흑색종 연구에서, 형광-기반 멀티플렉싱 연구(수술전 PET와 함께)는 입자-매개 검출을 이용하여 실시간 영상-가이드 종양 표현형이 다수의 암 마커, 상세하게, 인테그린 및 멜라노코르틴-1 수용체, MC1-R(예를 들어, α-멜라노사이트 자극 호르몬의 마커, αMSH)을 검정함으로써 전이성 결절을 동정하는 지의 여부를 결정하기 위해 수행되었다. 각각이 상이한 흑색종-유도 펩티드(예를 들어, cRGDY-PEG-CW800-C'도트(SEQ ID NO: 1로서 개시된 "cRGDY") 및 αMSH-PEG-Cy5.5-C'도트)로 작용화된, 2개의 스펙트럼으로 구별되는 NIR 염료-함유 C' 도트를 사용하였다. 대표적인 미니스와인에서, PET-CT 스크리닝은 초기에, 척추옆 흑색종 병소(미도시됨) 주변에, 이러한 방사성 표지된 입자, 124I-cRGDY-PEG-CW800-C'도트(SEQ ID NO: 1로서 개시된 "cRGDY")의 피하, 종양 부근 주사 후에 전이성 결절 질병을 동정하기 위해 수행되었다. PET-avid 결절(화살표)은 고해상도 PET-CT 영상화 상의 좌측 상부/하부 목에서 나타났다(도 15, 우측 위, 아래 패널). 결절이 마킹되었으며, 돼지는 각각 2.0 나노몰의 스펙트럼으로 구별되는 "콜드(cold)" cRGDY-PEG-CW800-C'도트(SEQ ID NO: 1로서 개시된 "cRGDY") 및 αMSH-PEG-Cy5.5-C' 도트(도 16a)의 동시 주사를 위해 수술실오 가져갔다. 실시간 광학 영상화 지침은 종양 림프관으로 국소화된 높은 형광 신호 및 원발성 종양 부위에서 흘러나가는 결절을 나타내는 것으로 수행되었다(위에서 아래로). 병리학0-입증된 높은(도 16a: 제3열) 및 낮은(도 16a; 제5열) 종양 부담 림프절에서의 신호는 다중채널 형광 카메라 시스템의 700 nm(녹색; αMSH-Cy5.5-C' 도트) 및 800 nm(적색; cRGDY-CW800-C' 도트(SEQ ID NO: 1)로서 개시된 "cRGDY") 채널에서 검출되었으며, 황색 신호는 각 결절에서 두 신호(예를 들어, 마커) 모두의 동시-발현을 반영한다. 고 종양 부담 결절의 상관 조직병리학(도 16b, 위 패널)은 고출력 공초점 현미경 영상에서 H&E 염색 및 상응하는 높은 Cy5.5 형광 신호에 대한 결절의 흑색종으로의 완전 교체를 나타낸다. 이러한 고 종양 부담 결절로부터 얻어진 섹션의 상대적 형광 강도(도 16b, 아래 패널)는 또한, DAPI 카운터염색으로 MC1R- 및 인테그린-타겟화 입자 둘 모두의 동시-국소화를 나타낸다. 임의의 이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 이러한 데이터는 이러한 흑색종-교체 결절에서 입자 프로브의 특이적 결합/축적을 시사한다. 마이크로전이의 검출의 민감성을 증가시키고 흑색종 세포와 멜라닌-높은 대식세포를 구별하기 위하여, 선택된 섹션을 HMB-45 및 MITF뿐만 아니라 인테그린에 대한 면역조직화학(IHC)에 의해 염색하였다(도 16c). MiTF, 흑색종 세포에서 MC1-R 활성화에 의해 상향조절된 전사 인자는 고 종양 부담 결절('LN') 및 원발성 종양 조직으로부터 얻어진 다수의 섹션에서 양성이었다.
림프절 및 다른 조직에서의 전이성 질병의 맵핑을 위한 PC의 형질전환 마우스 모델
본원에 제공된 실시예는 형질전환 선암 마우스 전립선(TRAMP) 암 모델을 이용한다. 전립선암은 마우스에서 발달하는데, 여기서, SV40-T 항원 종양 유전자는 전립선 상피에서 랫트 프로바신 유전자 프로모터에 의해 유도된다. TRAMP 모델은 4 내지 7달에 전립선 신경내분비 암종의 발달에 의해 특징되며, 전이는 4 내지 9개월 내에 LN, 폐, 부신, 및 뼈에서 형성된다. 전이 발생률은 거의 100%이다.
TRAMP 모델의 장점은 LN 및 뼈 전이의 형성과 커플링된, 면역력이 있는 마우스에서 인간 병리학을 반영하는 질병의 발달이다. 단점은, 마우스 전립선의 생물학/생리학이 인간 장기와 동일하지 않다는 것이다. 예를 들어, 마우스 전립선은 인간에서와 같이, 단일 장기가 아니고, 단일 장기 인간 전립선과는 상이한 4개의 시엽(lobe)를 갖는다.
TRAMP 모델의 장점은 PET 및 형광-기반 멀티플렉싱을 이용하여 PSMA- 및 GRPr-타겟화 C' 도트로 전이성 질병 및 결정 전이를 영상화하는 능력이다. TRAMP-C2 세포주에 대한 PSMAi-(67Ga)NOTA-C' 도트 및 GRP-(177Lu)DOTA-C' 도트의 결합 연구를 시험하였다(도 17). TRAMP-C2 세포주를 TRAMP 전립선 종양으로부터 유도하였다. PSMAi-(67Ga)NOTA-C' 도트 및 GRP-(177Lu)DOTA-C' 도트 둘모두는 TRAMP-C2 세포주를 결합하였다. PSMAi-(67Ga)NOTA-C' 도트 결합은 PSMA 억제제, PMPA의 첨가로 급격하게 감소될 수 있으며, GRP-(177Lu)DOTA-C' 도트 결합은 과량의 GRPr 타겟화 RM2 펩티드의 첨가에 의해 유의미하게 감소되었으며, 이는 C' 도트 컨쥬게이트 모두에 대한 TRAMP 세포주에 대한 선택적 및 수용체-매개 결합을 나타내었다. 이러한 모델은 PSMAi-PEG-Cy5.5-C' 도트 및 GRP-PEG-CW800-C' 도트의 칵테일을 사용하여 결절 전이의 멀티플렉싱된 검출을 위해 개념 증명 연구를 수행할수 있게 한다.
마우스 모델이 높은 등급의 전립선 상피내 종양 병소 및 국소 침습 전립선암에 관련된 유전적 병소의 동정에 기여하였지만, 대부분의 마우스 모델은 전이성 질병으로의 진행의 모델링에서 덜 정확하다. 최근에, 여러 자발적 및 실험 전이성 모델, 예를 들어, LAPC4(및 VCaP) 서브클론은 높은 전이성 효율(예를 들어, 약 70 내지 80%; 공개되지 않은 데이터)을 나타내었으며, 호르몬-의존 성장 및 전이의 특징이 얻어진다. 하나의 이러한 LAPC4 전이성 서브클론(도 18a 내지 도 18c)은 인간 질병을 더 잘 개괄할 수 있다. 루시페라아제(luc+)-발현 LAPC4 전이 서브클론의 심장내 주사 후에, 마우스를 생체 발광 영상화(BLI) 및 18F-나트륨 플루오라이드(NaF)로 주단위로 모니터링하였다. 이러한 모델을 이용하여, 전이성 종양을 수개월의 과정에 걸쳐 마우스의 80%에서의 여러 장기(간, 신장 및 뼈)에서 이중-방식(PET-BLI) 영상화에서 검출하였다.
방법
이러한 연구는 제1상 임상 시험과 병행하여 수행될 수 있고, 제1상 시험에서 그리고 복합 임상 시험 설계에서 검증될 수 있는 신뢰성 있는 바이오마커를 동정하고 자격을 부여하는 역할을 할 수 있다.
TRAMP 모델
잘 확립된 TRAMP 마우스 모델(https://www.jax.org/strain/003135)에서 PSMA 및 GRPr의 동시 발현을 나타낸 데이터(도 17)를 기초로 하여, TRAMP 마우스의 초기 스크린은 전이 PET-CT 영상화를 이용하여 18F-플루오로데옥시글루코오스(18F-FDG)의 i.v. 조사 후 적어도 30주령까지 전이성 질병(예를 들어, 뼈)의 전이 노드 및 다른 부위에 대해 수행될 수 있다. 이후에, (i) PSMA(n= 10 마우스), (ii) GRPr(n=10 마우스), 또는 (iii) 두 마커 모두(n=10 마우스)를 발현시키는 종양, 마디, 또는 다른 전이를 타겟으로 하는 선두 이중-양식(lead dual-modality)(PET-광학) C' 도트 프로브의 단일 용량 i.v. 주사(1 내지 2일 후)가 이어질 수 있다.
특정 구체예에서 따르면, 결절성 질병(nodal disease)의 복합 검출을 위한 다중스펙트럼 형광 카메라 시스템(도 16a 내지 도 16c 데이타 참조)은 기술된 조성물을 영상화하기 위해 사용된다. 이러한 연구에서, 질병 국소화의 타이밍은 i.v. 입자 트레이서 주사 후 주단위 하이브리드 PET-MR 영상화 스캔에 의해 최적화될 수 있다. PET-avid 질병이 동정된 직후에, 광학적 신호 강도는 외과적 노출 후 전이 질병의 부위(예를 들어, 결절)를 시각화하는 데 적절한 지의 여부에 대해 하나 또는 두 개의 형광 채널(예를 들어, Cy5.5, CW800)에서 광학 신호를 검출하기 위한 Quest SpectrumTM 카메라를 이용하여 평가될 수 있다.
상기 조건이 이러한 모델에서 각 선두 후보 C' 도트 프로브에 대한 원발성/전이성 질병 검출을 위해 결정되었을 때, 실험은 각 비-방사성 표지된 프로브에 대해 독립적으로(n=10 마우스/C' 도트 프로브) 및 이후 함께(n=10 마우스) 데이터를 획득하기 위해 복합 실험으로서 보고될 수 있다. NIR 광학 영상화 평가를 위하여, 최대 인시튜 종양, 결절, 및 백그라운드 신호 강도는 카메라 시스템(Architector Vision Suite, QMI)을 위한 ROI 분석 툴을 이용하여 측정될 수 있으며, 콘트라스트-대-백그라운드 비율은 양성인 것으로 간주되도록 (임상 시험 연구에서 사용되는) 1.1 이상이어야 한다. 중요하게, 생체내 검출 민감성은 또한, 전립샘 자체 내에 일련 입자 희석액을 주사하고 광학 신호를 상이한 게인(gain), 노출 시간, 및 카메라 작업 거리에서 측정함으로써 결정될 수 있다.
전이 모델(LAPC4, VCaP, PC3).
상술된 절차는 이후에, 개복술을 통해 NOD-SCID 마우스(세포 타입 당 n=10 마우스)의 전립샘 내에 5.0×105개의 루시페라아제(luc+)-발현 VCaP, LAPC4, 또는 PC3 세포를 정위적으로 주사함으로써 자발적 전이 모델에 적용될 수 있다. 원발성 종양은 전이성 결절 질병의 장기 모니터링을 가능하게 하기 위해 3주 p.i.로 외과적으로 제거될 수 있다. 원발성 종양 및 전이성 종양은 BLI에 의해 주단위로 영상화될 수 있다. 이러한 고도로 전이 모델을 위하여, 전이는 3 내지 4주 간격 p.i.으로 마우스의 약 70%에서 LN을 포함하여, 전신으로 검출될 수 있다.
임상 PET 실험은 새로이 진단된 PC 병소(도 19) 또는 PC의 생화학적 재발을 갖는 환자에서 전이성 LN(도 20a 및 도 20b)에서 68Ga-RM2 트레이서의 높은 흡수를 입증하였다. 후자의 경우에, 68Ga-RM2 및 -PSMA-11 트레이서 둘 모두가 투여되었으며, 68Ga-RM2로 결절의 훨씬 더 양호한 시각화에 주목한다. 이러한 관찰은 이러한 환자 코호르트에서 다수의 임상 PC 마커를 검사하는 중요성을 강조한다. 중요하게, 매우 높은 RES 및 신장 흡수는 68Ga-RM2 프로브에 대한 높은 췌장 흡수(우측 패널) 이외에, PSMA-타겟화 프로브(좌측 패널)에 대해 주목된다.
SEQUENCE LISTING <110> MEMORIAL SLOAN KETTERING CANCER CENTER CORNELL UNIVERSITY THE CURATORS OF THE UNIVERSITY OF MISSOURI <120> INHIBITOR-FUNCTIONALIZED ULTRASMALL NANOPARTICLES AND METHODS THEREOF <130> 2003080-1491 <140> <141> <150> 62/427,845 <151> 2016-11-30 <160> 2 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic peptide" <220> <221> MISC_FEATURE <222> (1)..(4) <223> /note="Cyclic" <400> 1 Arg Gly Asp Tyr 1 <210> 2 <211> 9 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <221> source <223> /note="Description of Artificial Sequence: Synthetic peptide" <220> <221> source <223> /note="N-term 4-amino-1-carboxy-methyl-piperidine modified" <220> <221> MOD_RES <222> (8)..(8) <223> Statine <400> 2 His Gln Trp Ala Val Gly His Xaa Leu 1 5

Claims (81)

  1. 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 컨쥬게이트).
  2. 제1항에 있어서, 작제물이 하기 구조를 갖는 조성물:
    Figure pct00044

    상기 식에서,
    L1은 1 내지 약 10개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기, 또는 임의적으로 치환된, 2가, C1-20 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬을 포함하는 펩티드 단편이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 -CHOH-, -NR-, - N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체되며;
    L2는 임의적으로 치환된, 2가, C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 -Cy-, -CHOH-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체되며;
    L3은 거대 분자의 반응성 모이어티와 (PSMAi)/킬레이터 작제물의 반응성 모이어티를 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유래된 가교제 또는 공유 결합이며,
    각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 8원 내지 10원의 2가 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 바이시클릭 고리이며;
    Y는 킬레이터 모이어티이며;
    R은 수소, C1-6 알킬, 또는 질소 보호기이며;
    여기서, 각 아미노산 잔기는, 달리 명시하지 않는 한, 이의 말단 및/또는 측쇄 기 상에서 보호되거나 보호되지 않을 수 있다.
  3. 제2항에 있어서, L1이 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 천연 또는 비천연 아미노산 잔기를 포함하는 펩티드 단편인 조성물.
  4. 제3항에 있어서, L1이 6-아미노헥산산(Ahx)의 하나 또는 두 개의 단위를 포함하는 조성물.
  5. 제4항에 있어서, L1이 -Ahx-Ahx-인 조성물.
  6. 제2항에 있어서, L1이 C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 -NR-, -O-, 또는 -C(O)-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체된 조성물.
  7. 제2항 또는 제6항에 있어서, L1이 -(CH2CH2O)- 또는 -(OCH2CH2)-의 하나 이상의 단위를 포함하는 조성물.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, L2가 C1-3 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 -Cy-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, 또는 -C(O)O-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체된 조성물.
  9. 제8항에 있어서, L2가 C1-3 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 1, 2, 또는 3개의 메틸렌 단위는 -Cy-, -NR-, 또는 -C(O)-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체된 조성물.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, -Cy-가 페닐렌인 조성물.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, L2가 -C(O)- 또는 -C(O)NH-페닐렌인 조성물.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 DOTA인 조성물.
  13. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 NOTA인 조성물.
  14. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, L3이 상기 거대 분자의 모이어티와 상기 (PSMAi)/킬레이터 작제물 상의 설프히드릴을 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 조성물.
  15. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 이작용성 가교 시약이 말레이미드 또는 할로아세틸인 조성물.
  16. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 이작용성 가교 시약이 말레이미드인 조성물.
  17. 제2항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트(C-dot), 예를 들어, C'-도트)인 조성물.
  18. 제2항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 20 nm 이하의 직경을 갖는(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 갖는, 예를 들어, 10 nm 이하의 직경을 갖는) 조성물.
  19. 제2항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가
    실리카-기반 코어; 상기 코어 내의 형광 화합물; 상기 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 상기 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는, 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며,
    여기서, 상기 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는 조성물.
  20. 제2항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 1 내지 100개(예를 들어, 1 내지 60, 예를 들어, 1 내지 50, 예를 들어, 1 내지 30, 예를 들어, 1 내지 20개)의 PSMAi 리간드가 상기 거대 분자에 결합된 조성물.
  21. 제2항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 방사성 동위원소(radiolabel)(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 67Cu 및 211At)를 추가로 포함하는 조성물.
  22. 제2항 내지 제11항 또는 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 N,N'-비스(2-하이드록시-5-(카복시에틸)-벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산(HBED-CC)(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함하는 조성물.
  23. 제2항 내지 제12항 또는 제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 포함하는 조성물:
    Figure pct00045
  24. 제2항 내지 제11항 또는 제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 포함하는 조성물:
    Figure pct00046
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 조성물을 제조하는 방법으로서,
    (예를 들어, 수동 반응 용기에서) 수지(예를 들어, 2-ClTrt 수지) 상에 적합한 보호기(예를 들어, Fmoc-Lys(Dde)-OH)를 포함하는 직교로 보호된 라이신 빌딩 블록을 로딩하는 단계;
    제1 화합물을 형성하기 위해 상기 수지로부터 상기 적합한 보호기를 제거하는 단계;
    (예를 들어, 상기 제거 단계와 동시에), 글루탐산 이소시아네이트 빌딩 블록[OCN-Glu-(OtBu)2]을 형성하기 위해 보호된 글루탐산(예를 들어, 디-tBU 보호됨)을 적합한 시약(예를 들어, 트리포스겐 및 DIEA, 예를 들어, 0℃에서 6시간 동안)과 접촉시키는 단계;
    상기 수지 상에서 제2 화합물 상에 완전 보호된 우레아를 수득하기 위해 상기 이소시아네이트 빌딩 블록[OCN-Glu-(OtBu)2]을 상기 제1 화합물의 자유 α 아미노 기와 접촉시키는(예를 들어, 밤새, 예를 들어, 실온에서) 단계를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 제2 화합물이
    상기 제2 화합물의 Lys 상에서 보호기를 (예를 들어, 2% 하이드라진에 의해) 제거하고,
    상기 제2 화합물의 Lys의 ε-아미노 기 상에서 펩티드 서열(예를 들어, Ac-Cys-Ahx-Ahx-dLys-Ahx-)을 빌딩(building)시킴으로써 제3 화합물을 수득하고;
    적절한 경우에 (예를 들어, 20% 피페리딘으로의 처리를 통해, 예를 들어, 10분 동안) (예를 들어, Cys의 경우에 Trt로 및 Lys의 경우에 Mtt로) 적합한 보호기를 제거하고;
    임의적으로, 순차적 아실화를 통해(예를 들어, 커플링을 위해 20분) 펩티드 사슬을 "인 시튜" 활성화된 적합하게 보호된 아미노산과 어셈블링하고(예를 들어, 그리고, 모든 사이클에서 재커플링하고)(여ㅖ를 들어, 여기서, "인 시튜" 활성화된 Fmoc-아미노산은 우로늄 염 및 DIEA를 사용하여 수행됨);
    (예를 들어, 동일한 반응에서) dLys 상에서 적합한 보호기를 제거하고;
    제4 화합물을 형성하기 위해 (예를 들어, TFA의 처리를 통해) 상기 수지로부터 상기 제3 화합물을 분열시키고;
    킬레이터-표지된(예를 들어, NOTA-표지된, 예를 들어, DOTA-표지된, 예를 들어, HBED-CC-표지된) 제5 화합물을 형성하기 위해 적합한 염기의 존재 하에서 (예를 들어, 밤새, 예를 들어, DMF 중에서) 상기 제4 화합물을 적한합 킬레이터 시약(예를 들어, p-SCN-Bn-NOTA)과 접촉시키고;
    제6 화합물(예를 들어, 타겟 분자, 예를 들어, PSMAi-NOTA, 예를 들어, PSMAi-DOTA, 예를 들어, PSMAi-HBED-CC)을 형성하기 위해 스캐빈져(예를 들어, 2.5% w/v 농도에서)(예를 들어, 여기서, 스캐빈져는 페놀, 물, TIS, TA, 및 EDT 중 하나 이상을 포함함)의 존재 하에서 (예를 들어, TFA를 통해) 상기 제5 화합물로부터 보호기를 제거하고;
    임의적으로, 제6 화합물을 정제하고;
    거대 분자(예를 들어, 나노입자(예를 들어, C' 또는 C 도트), 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질))에 상기 제6 화합물을 결합시키는 것(예를 들어, 공유 결합시키는, 예를 들어, 말레이미드 화학으로)(예를 들어, 트리틸 타입 보호기(예를 들어, Trt, Cl-Trt, Mtt, Mmt) 또는 유사한 것을 사용하여 이보호된 HBED-CC를 선택적으로 보호함)에 의해 추가로 반응되는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제3 화합물이 하기 화학식이거나 하기 화학식을 포함하며, 여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호된 방법:
    Figure pct00047
  28. 제23항에 있어서, 상기 제3 화합물이 하기 화학식이며, 여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호된 방법:
    Figure pct00048
  29. 하기 화학식의 화합물로서, 여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호되며, 하나의 아미노산은 수지에 임의적으로 결합된 화합물:
    Figure pct00049
  30. 하기 화학식의 화합물로서, 여기서, 하나 이상의 아미노산 측쇄 기 또는 말단은 적합한 보호기로 임의적으로 보호되며, 하나의 아미노산은 수지에 임의적으로 결합된 화합물:
    Figure pct00050
  31. 하기 화학식으로부터 선택된 화합물:
    Figure pct00051
    ,
    Figure pct00052
    또는
    Figure pct00053
    .
  32. 하기 화학식으로부터 선택된 화합물:
    Figure pct00054
  33. 질병 또는 질환을 치료하는 방법으로서,
    (예를 들어, 특정 타입의 조직(예를 들어, 암 조직)(예를 들어, 전립선암 조직)을 타겟으로 하기 위해) 대상체에 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 약제 조성물을 투여하는 것을 포함하는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 약제 조성물이 담체를 추가로 포함하는 방법.
  35. (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항의 조성물을 투여하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및
    (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는, 생체내 영상화(예를 들어, 수술중 영상화(intraoperative imaging)) 방법.
  36. 대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)을 치료하는 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)로서, 상기 치료는 상기 대상체에 상기 조성물을 전달하는 것을 포함하는 조성물.
  37. (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 상기 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및
    (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는,
    대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)의 생체내 진단 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  38. (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 상기 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및
    (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는,
    (a) 대상체에서 암을 치료하는 방법 또는 (b) 대상체에서 암의 생체내 진단의 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  39. 치료법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  40. 생체내 진단에서 사용하기 위한 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 전립선 특이적 막 항원 억제제(PSMAi)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  41. 제36항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)인 조성물.
  42. 제36항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 20 nm 이하의 직경을 갖는(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 갖는, 예를 들어, 10 nm 이하의 직경을 갖는) 조성물.
  43. 제36항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 실리카-기반 코어; 상기 코어 내의 형광 화합물; 상기 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 상기 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는, 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며,
    여기서, 상기 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는 조성물.
  44. 제36항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 1 내지 20개의 PSMAi 리간드가 상기 거대 분자에 결합된 조성물.
  45. 제36항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 및 211At)를 추가로 포함하는 조성물.
  46. 제36항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 N,N'-디(2-하이드록시벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산 모노하이드로클로라이드(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함하는 조성물.
  47. 제36항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식을 포함하는 조성물:
    Figure pct00055
  48. 제36항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식을 포함하는 조성물:
    Figure pct00056
  49. 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 컨쥬게이트).
  50. 제49항에 있어서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물이 하기 서열의 펩티드를 포함하는 조성물:
    Figure pct00057

    상기 식에서,
    L2는 임의적으로 치환된, 2가, C1-10 포화되거나 불포화된, 직쇄 또는 분지된, 탄화수소 사슬이며, 여기서, 상기 탄화수소 사슬의 하나 이상의 메틸렌 단위는 -Cy-, -CHOH-, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO2-, -SO2N(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO2-, -C(=S)-, 또는 -C(=NR)-에 의해 임의적으로 및 독립적으로 대체되며;
    각 -Cy-는 독립적으로, 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 5원 내지 8원의 2가, 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 독립적으로 선택된 0 내지 5개의 헤테로원자를 갖는 임의적으로 치환된 8원 내지 10원의 2가 포화된, 일부 불포화된, 또는 아릴 바이시클릭 고리이며;
    Y는 킬레이터 모이어티이며;
    R은 수소, C1-6 알킬, 또는 질소 보호기이며;
    여기서, 각 아미노산 잔기는, 달리 명시하지 않는 한, 이의 말단 및/또는 측쇄 기 상에 보호되거나 보호되지 않을 수 있다.
  51. 제50항에 있어서, 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물이 L3을 통해 상기 거대 분자에 기술된 시스테인 잔기를 통해 공유 결합되며,
    여기서, L3은 상기 거대 분자의 반응성 모이어티와 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물의 반응성 모이어티를 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 가교제 또는 공유 결합인 조성물.
  52. 제51항에 있어서, L3이 상기 거대 분자의 모이어티와 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물 상의 설프히드릴을 컨쥬게이팅할 수 있는 이작용성 가교 시약으로부터 유도된 조성물.
  53. 제51항 또는 제52항에 있어서, 이작용성 가교 시약이 말레이미드 또는 할로아세틸인 조성물.
  54. 제51항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 이작용성 가교 시약이 말레이미드인 조성물.
  55. 제51항에 있어서, L2가 공유 결합인 조성물.
  56. 제50항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 DOTA인 조성물.
  57. 제50항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 NOTA인 조성물.
  58. 제50항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)인 조성물.
  59. 제50항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 20 nm 이하의 직경을 갖는(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 갖는, 예를 들어, 10 nm 이하의 직경을 갖는) 조성물.
  60. 제50항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가
    실리카-기반 코어; 상기 코어 내의 형광 화합물; 상기 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 상기 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는, 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며,
    여기서, 상기 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는 조성물.
  61. 제50항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 1 내지 100개(예를 들어, 1 내지 60, 예를 들어, 1 내지 50, 예를 들어, 1 내지 30, 예를 들어, 1 내지 20개)의 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드가 상기 거대 분자에 결합된 조성물.
  62. 제50항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 67Cu 및 211At)를 추가로 포함하는 조성물.
  63. 제50항 내지 제55항 및 제58 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 N,N'-비스(2-하이드록시-5-(카복시에틸)-벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산(HBED-CC)(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함하는 조성물.
  64. 제50항 내지 제56항 및 제58항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 서열을 포함하는 조성물:
    Figure pct00058
  65. 제50항 내지 제55항 및 제57항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 서열을 포함하는 조성물:
    Figure pct00059
  66. (예를 들어, 특정 타입의 조직(예를 들어, 암 조직)(예를 들어, 전립선암 조직)을 타겟으로 하기 위해) 제45항 내지 제59항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 약제 조성물을 대상체에 투여하는 것을 포함하는, 질병 또는 질환을 치료하는 방법.
  67. 제60항에 있어서, 약제 조성물이 담체를 추가로 포함하는 방법.
  68. (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 제49항 내지 제65항 중 어느 한 한의 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및
    (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는 생체내 영상화(예를 들어, 수술중 영상화) 방법.
  69. 대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)을 치료하는 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물)로서, 상기 치료는 상기 대상체에 상기 조성물을 전달하는 것을 포함하는 조성물.
  70. (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 상기 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및
    (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는,
    대상체에서 암(예를 들어, 전립선암)의 생체내 진단 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  71. (예를 들어, 조성물이 바람직하게, 특정 영역에서(예를 들어, 특정 조직 타입, 예를 들어, 암 조직, 예를 들어, 전립선암 조직 부근에 또는 내에서) 모이도록) 대상체에 상기 조성물을 전달하는 단계로서, 상기 조성물은 영상화 작용제를 포함하는 단계; 및
    (예를 들어, PET, X선, MRI, CT를 통해) 상기 영상화 작용제를 검출하는 단계를 포함하는,
    (a) 대상체에서 암을 치료하는 방법, 또는 (b) 대상체에서 암의 생체내 진단 방법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  72. 치료법에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  73. 생체내 진단에서 사용하기 위한, 거대 분자(예를 들어, 나노입자, 예를 들어, 폴리머, 예를 들어, 단백질)에 공유 결합된 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드(GRP)/킬레이터 작제물을 포함하는 조성물(예를 들어, 약제 조성물).
  74. 제69항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 나노입자(예를 들어, 초소형 나노입자, 예를 들어, C-도트, 예를 들어, C'-도트)인 조성물.
  75. 제69항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가 20 nm 이하의 직경을 갖는(예를 들어, 15 nm 이하의 직경을 갖는, 예를 들어, 10 nm 이하의 직경을 갖는) 조성물.
  76. 재69항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 분자가
    실리카-기반 코어; 상기 코어 내의 형광 화합물; 상기 코어의 일부를 둘러싸는 실리카 쉘; 나노입자에 결합되어 상기 나노입자를 코팅하는 유기 폴리머를 포함하는, 형광 실리카-기반 나노입자를 포함하며,
    여기서, 상기 나노입자는 20 nm 이하의 직경을 갖는 조성물.
  77. 제70항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 1 내지 20개의 봄베신/가스트린-방출 펩티드 수용체 리간드가 상기 거대 분자에 결합된 조성물.
  78. 제69항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서, 방사성 동위원소(예를 들어, 89Zr, 64Cu, 68Ga, 86Y, 124I, 177Lu, 225Ac, 212Pb, 및 211At)를 추가로 포함하는 조성물.
  79. 제69항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서, 킬레이터가 N,N'-디(2-하이드록시벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산 모노하이드로클로라이드(HBED-CC), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA), 데스페리옥스아민(DFO), 및 트리에틸렌테트라민(TETA)으로 이루어진 군으로부터 선택된 구성원을 포함하는 조성물.
  80. 제69항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 서열을 포함하는 조성물:
    Figure pct00060
  81. 제69항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 서열을 포함하는 조성물:
    Figure pct00061
KR1020197018911A 2016-11-30 2017-11-29 억제제-작용화된 초소형 나노입자 및 이의 방법 KR20190090394A (ko)

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