KR20190103999A - 나노약물 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도 - Google Patents

나노약물 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도 Download PDF

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KR20190103999A
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Abstract

본 발명은 생분해성 고분자 지지체에 결합된 광증감제를 포함하는 나노광증감제; 상기 나노광증감제에 결합된 폴리에틸렌글리콜; 상기 나노광증감제에 결합된 세포외효소 감응성 펩타이드; 및 세포외효소 감응성 폴리머에 결합된 면역관문억제제;를 포함하는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체에 관한 것이다.

Description

나노약물 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도{Nanodrug Composites, preparation method therof, and use for the same}
본 발명은 나노약물 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소화기 암에서 면역 관문 억제제 및 광역동 치료제로 활용될 수 있는 나노약물 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
3세대 항암제로 불리는 면역항암제는 최근 가장 주목받는 치료제 중 하나로 면역세포의 PD-1 수용체와 결합해 '면역관문'을 억제함으로써 면역체계를 활성화시키고 암세포를 공격하는 기전을 가진다. 이러한 면역관문 억제 항암제들은 이미 미국 FDA(식품의약국)로부터 흑색종과 폐암에의 적용을 승인을 받았고 그 외의 적응증 파이프라인을 꾸준히 확장하고 있다. 하지만 면역관문억제제들의 이러한 성공에도 불구하고 치료효과가 나타나는 환자는 소수에 불과한 실정이다. 이에, 해당 약제들의 효과를 높이기 위한 연구자들의 노력은 계속되고 있다.
면역관문억제제는 2010 FDA 승인으로 새로운 종양 면역 치료제로서 활발한 관심을 받고 있다. 면역관문억제제는 면역세포가 자가 세포를 공격하지 않도록 하는 면역 억제 조절 분자들을 포함하는 개념으로, 종양 세포의 표면에 PD-L1의 발현으로 인해 종양 내 면역 억제 환경이 조성된다. 현재 개발된 면역관문억제제는 비면역성 종양에서는 제한적 치료효과를 보이고 있으며, 비선택적 면역반응에 의한 부작용 사례가 나타나고 있고, 고비용의 한계점이 있다. 이에, 면역관문억제제 항체 병용 투여 및 메커니즘(종양미세환경조절) 연구의 필요성 및 중요성이 대두되었다.
현재 임상 중인 면역관문억제제는 CTLA-4를 타겟으로 하는 트리멜리무맙(Tremelimumab) 및 이필리무맙(Ipilimumab)의 임상이 메드임뮨 및 화이자 등에서 진행되고 있으며, PD-1을 타겟으로 하는 니볼루맙(Nivolumab), CT-011, 람브로리주맙(Lamvrolizumab) 및 AMP-224의 임상이 BMS, 큐레텍, 머크 및 엠플이뮨 등에서 진행되고 있으며, PD-L1을 타겟으로 하는 MEDI4376의 임상이 메드임뮨 및 아스트라제네카 등에서 진행되고 있다.
면역관문을 차단하기 위한 PD-1 또는 PD-L1을 표적하는 단일 항체들의 임상적 적용은 신장암, 흑색종, 폐암 환자들에서 장기간 암의 감소를 보여주었다. 하지만, 난치성 고형암의 경우 면역체계가 활성화되었다 하더라도 활성화된 항종양 면역반응으로부터 도피할 수 있는 능력으로 인해, 면역관문억제제 항체를 사용하였을 때 소수의 환자들에서 종양이 재발되는 것이 한계점이 보고되었다. 이러한 한계점의 개선을 위해, 표적 항암 나노약물 혹은 면역치료제와 면역관문억제제 항체의 병용 투여와 관련 종양 미세환경의 조절연구 통해 항암 효과의 최대화 기술 개발의 필요성이 대두되었다.
기존의 암 진단제는 18F-FDG같은 방사성 동위 원소를 이용하는 것이 대부분이나, 이러한 방법은 안전에 심각한 제약이 많고 방사선 동위 원소 자체로는 치료 기능은 전혀 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 암의 진단과 치료가 동시에 가능한 최적의 진단 및 치료 방법으로 광역동 치료가 대두되었다. 광역동 치료는 1993년에 처음 암 치료에 사용 승인 후, 선진국에서 몇몇 암종과 조기 암 치료에 사용되었으며, 최근의 분자영상 기술의 발전으로 광증감제의 형광신호를 이용한 암 진단 및 치료 기술의 진전이 이루어지고 있다. 기존치료법의 부작용 및 암치료 이후의 후유증 문제를 해결할 수 있는 대체치료법으로 주목받고 있다.
광역동 치료의 장점은 항암제는 암세포와 정상세포에 모두 심각한 독성효과 및 정상 조직에 부작용을 나타내나, 광증감제는 암세포 특이성을 지닐 뿐만 아니라 빛 조사 부위에서만 독성을 나타내므로 PDT 후 부작용이 없고, 반복 시술이 가능하여 말기 전이암 환자도 최소한의 고통으로 생명연장과 삶의 질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히 수술이 불가능한 경우(담도암) 광역동 치료가 최선의 치료방법일 수 있다.
광역동 치료는 종양표면으로부터 1 cm이상의 깊이에는 특정파장의 빛이 도달하기 어렵다는 문제점이 있으므로 조직 깊숙이 위치한 암종에는 적용하기 어렵다. 따라서, 기관지내시경, 소화기 내시경, 방광경, 질경 등을 통하여 종양을 볼 수 있고, 광섬유가 접근 가능한 암이 일차 치료 대상이다. 광역동 치료 대상 암종은 폐암, 식도암, 대장암, 후두암, 담도암, 방광암, 자궁경부암 등이 있다.
현재 국내에서 사용 가능한 광증감제는 제1세대 광증감제인 포피린계의 Photofrin (630nm, Axcan, Canada)과 Photogem (630nm, Lomonosov Institute of Fine Chemicals, Russia)이 있고, 제2세대 광증감제인 meta-tetrahydroxyphenyl chlorin (mTHPC), 5-aminoleuvulinic acid (ALA), Chlorin 등이 있다. 2세대 공증감제는 악성 조직에서 주변 점막에 비해 6배 이상 높은 축적율을 나타낸다. 제3세대 광증감제는 고분자-광증감제 결합체가 있으며, 암 조직의 특정 효소에 의해서만 분해되도록 설계되어 암세포에 대한 표적성을 향상시킨다.
광증감제(photosensitizer, PS)는 특정 파장의 빛에 의해 여기 되어 반응성 산소종을 생성하여 암세포의 사멸을 유도하여 암세포만 선택적으로 사멸시키며, 빛을 조사하지 않은 다른 조직은 영향을 받지 않는다. 전신/국부 투여 시 광 조사(illumination)한 암 세포에만 집중적으로 독성 발휘한다.
광증감제 자체로는 특정 장기 및 암세포에 대한 선택성이 낮아서 광역동 치료시 환자에게는 광민감성 등의 불편이 따르고 항암 효과도 저감되게 된다. 따라서 특정 장기, 즉 소화기암을 선택적으로 공격할 수 있는 새로운 형태의 나노 광증감제의 개발이 절실하다. 암치료효과의 극대화를 위해 PS의 암세포 타켓능력을 증가시킬 담체의 개발이 필요하다.
최근 면역관문억제제와 광역동 치료를 병행하여 암을 치료하려는 시도가 많이 되고 있으나, 종양미세환경의 조절 및 치료효능에 관한 실질적인 임상적 마커가 부재한 상황이다. 따라서, 기존의 치료제를 병용 투여하고자 하는 것이 아닌, 새로운 개념의 면역관문억제제와 나노광증감제를 결합한 새로운 형태의 항암 치료제의 개발이 필요하나 아직 논문 및 특허 등에서 보고된 바가 없다. 따라서 암치료에서 부작용이나 위험성은 줄어들고, 암치료 효능을 향상되며, 종양미세환경 조절 요소를 파악할 수 있는 신개념의 치료 진단제의 개발이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 면역관문 억제와 광역동 치료를 동시에 수행할 수 있는 면역관문억제제와 나노광증감제가 결합된 신규한 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 나노광증감제-면역관문억제제 복합체를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 나노광증감제-면역관문억제제 복합체를 포함하는 암의 진단 및 치료 모니터링용 바이오마커를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 생분해성 고분자 지지체에 결합된 광증감제를 포함하는 나노광증감제;
상기 나노광증감제에 결합된 폴리에틸렌글리콜;
상기 나노광증감제에 결합된 세포외효소 감응성 펩타이드; 및
세포외효소 감응성 폴리머에 결합된 면역관문억제제;를 포함하는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 제공한다.
본 발명에 의하면, 생분해성 고분자 지지체는 히알루론산, 폴리아미노산, 폴리락트산, 콜라겐, 알긴산 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 나노광증감제는 카르복실기 및 시스타민기를 기능기로 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 세포외효소는 카텝신 B 및 MMP-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 면역관문억제제는 항체, 융합 단백질, 압타머 또는 이의 면역 체크포인트 단백질-결합 단편일 수 있다. 예를 들어, 면역 체크포인트 억제제는 항-면역 체크포인트 단백질 항체 또는 이의 항원-결합 단편이다.
특정 예에서, 면역 체크포인트 억제제는 항-CTLA4 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-PD-L1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-LAG-3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-OX40 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-TIM3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 항-PD-1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편 중에서 선택된다.
예를 들어, 트리멜리무맙(Tremelimumab), 이필리무맙(Ipilimumab), 니볼루맙(Nivolumab), 펨브롤리주맙(Pembrolizumav), 아테졸리주맙(Atezolizumab), 두발루맙(Durvalumab), 람브로리주맙(Lamvrolizumab), AMP-224, MEDI4376 및 CT-011로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 광증감제는 종양에 대하여 광독성을 가지는 것일 수 있으며, 빛에 의해 활성산소를 발생시키는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 광증감제는 클로린 e6 (Chlorin e6, Ce6), 포피린 IX (PpIX), 헤마토포피린 (Hematoporphyrin), 포르피머 나트륨 (porfimer sodium), 5-아미노레불린산 (5-aminolevulinic acid), 베르테포르핀 (verteporfin), m-테트라(히드록시페닐)클로린 (m-Tetra(hydroxyphenyl)chlorin), 보론화 프로토포피린 (boronated protoporphyrin), 포토클로르 (Photochlor), 페오포르비드 A (Pheophorbide A), 루테티움 텍사피린 (Lutetium texaphyrin), 프탈로시아닌-4 (Phthalocyanine-4), 모노-L-아스파틴-클로린 e6 (mono-L-aspartin-chlorin e6), TPPS4 (tetraphenyl-porphyrin-tetra-sulfonate), TPCC4 (tetra-phenyl-chlorin-tetra-carboxylate) 및 이의 유도체에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 생분해성 고분자 지지체에 광증감제를 도입하고 입자화하는 나노광증감제 제조단계;
상기 나노광증감제의 표면에 폴리에틸렌글리콜 및 세포외효소 감응성 펩타이드를 각각 부착하는 단계; 및
나노광증감제 표면에 부착된 세포외효소 감응성 펩타이드에 면역관문억제제를 부착하는 단계;를 포함하는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 세포외효소는 카텝신 B 및 MMP-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 광증감제는 앞에서 제시한 바와 같다.
본 발명에 의하면, 상기 면역관문억제제는 앞에서 제시한 바와 같다.
또한, 본 발명은 상기한 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 암은 소화기암, 췌장암, 난소암, 유방암, 대장암, 간암, 폐암, 뇌암, 후두암, 갑상선암, 결장암, 위암, 심장암, 신장암, 비장암, 림프종, 급성 골수성 백혈병, 골육종, 기관지암, 방광암, 혈액암, 윌름종양 및 전립선암으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 암의 진단 및 치료 모니터링용 바이오마커를 제공한다.
본 발명에 의하면, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체는 산성 pH 조건에서 분해되어, 광증감제를 배출시키고, 배출된 광증감제가 종양에 표지됨으로써 형광을 나타내는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체는 암세포를 표적하고, 면역세포를 활성화하며, 암세포나 암조직에서 분비되는 효소(MMP 2, 카텝신 B)에 의해서 선택적으로 분해되어 면역관문억제제와 광 증감제를 방출하고, 혈중에서 정상 세포와 망상 내피계(reticuloendothelial system, RES)에 의한 복합체 소실을 최소화할 수 있다. 본 발명에 따른 복합체는 광역동 치료와 면역치료법을 동시에 수행할 수 있으므로, 암세포를 표적하고, 면역세포를 활성화하여 항암의 진단 및 치료에 효과적이며, 기존의 암 치료에 저항성, 불응성을 나타내는 암 종에도 효과적으로 작용할 수 있으며, 암의 진단 및 치료 모니터용 바이어마커로서 이용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 제조과정을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명의 제조예 1에 따른 HA-sese-Ce6을 도식화하여 나타낸 것이며, 도 2b는 제조된 HA-sese-Ce6를 투과전자현미경으로 촬영한 이미지이다.
도 3은 본 발명의 제조예 3에 따른 중간체의 합성과정을 도식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1에 따라 복합체를 제조하는 방법의 도식화 및 제조된 복합체를 투과전자현미경으로 촬영한 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따라 제조된 복합체의 pH 거동 특성을 확인한 결과이다.
도 6은 암 유래 효소 카텝신 B 분위기에서의 본 발명에 따라 제조된 복합체의 거동 특성을 확인한 결과이다.
도 7은 활성산소 분위기에서의 본 발명에 따라 제조된 복합체의 거동 특성을 확인한 결과로, 도 7a는 활성산소 처리농도에 따른 형광강도 변화이고, 도 7b는 활성산소 처리농도에 따른 방출량 변화이다.
도 8은 폐암 전이 동물모델에서 본 발명에 따라 제조된 복합체의 항암 활성및 검출특성을 확인한 결과이다.
도 9는 합성된 에톡시 폴리(에틸렌글리콜)-시스타민의 1H MNR 스펙트럼 결과이다.
도 10은 합성된 PEG 결합 나노광증감제(MePEG-cystamine-HA-sese-Ce6)의 1H MNR 스펙트럼 결과이다.
도 11은 실시예 1에 따라 제조된 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 1H MNR 스펙트럼 결과이다.
본 발명은 기존의 암치료에 저항성, 불응성을 나타내는 암종 등의 치료에 광증감제를 이용한 광역동 치료 및 면역관문억제제를 이용한 면역치료법을 동시에 수행할 수 있는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체에 관한 것이다.
본 발명의 발명자들은 암, 특히 소화기암에 특화된 종양 미세환경조절 치료효능에 특화된 면역관문억제제용 나노약물 복합제를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다. 본 발명에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합제는 광증감제가 근적외선에 활성화되는 특징을 이용해 표적치료 부위를 형광 진단 및 광역동 치료 성능능 향상시키고, 면역관문억제제에 의한 면역증강과 종양 미세환경 조절에 의한 효능을 극대화시킬 수 있다.
면역관문 억제 요법은 인체가 가진 면역세포의 면역기능을 활성화시켜 암세포와 싸우게 하는 항암 요법이며, 광역동 치료 요법은 암세포에 다량으로 모이는 헤마토포르피린 등 광감수성 물질을 투여하고, 특정 파장의 빛을 쏘아 암세포를 파괴하는 치료법이다. 본 발명에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체는 면역세포 활성과 광역동 치료를 동시에 수행할 수 있다.
본 발명은 생분해성 고분자 지지체에 결합된 광증감제를 포함하는 나노광증감제;
상기 나노광증감제에 결합된 폴리에틸렌글리콜;
상기 나노광증감제에 결합된 세포외효소 분해성 펩타이드; 및
세포외효소 분해성 폴리머에 결합된 면역관문억제제;를 포함하는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 제공한다.
본 발명에 의하면, 나노광증감제는 카르복실기, 시스타민기와 같은 기능기를 갖는 것일 수 있다. 바람직하게는 생분해성 고분자 지지체로써 히알루론산, 폴리아미노산, 폴리락트산, 콜라겐, 알긴산 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 히알루로산 또는 폴리아미노산일 수 있다. 폴리아미노산은 통상적으로 생분해성 고분자 지지체로 사용되는 것이면 제한이 없으며, 여러 종류의 아미노산이 조합된 펩타이드, 예를 들어 폴리글루탐산이 있다.
본 발명에 의하면, 생분해성 고분자 지지체에 광증감제를 포함하는 나노광증감제는 생분해성 고분자 지지체 구조물 내에 광증감제가 결합 및 내포되어 있는 나노입자 형태일 수 있다. 광증감제는 카보디이미드와 같은 화합물을 이용하여 생분해성 고분자 지지체의 기능기에 결합된다.
본 발명에 의하면 광증감제는 종양에 대해 광독성을 갖는 것일 수 있으며, 빛에 의해 활성산소를 발생시키는 것일 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 광증감제는 클로린 e6 (Chlorin e6, Ce6), 포피린 IX (PpIX), 헤마토포피린 (Hematoporphyrin), 포르피머 나트륨 (porfimer sodium), 5-아미노레불린산 (5-aminolevulinic acid), 베르테포르핀 (verteporfin), m-테트라(히드록시페닐)클로린 (m-Tetra(hydroxyphenyl)chlorin), 보론화 프로토포피린 (boronated protoporphyrin), 포토클로르 (Photochlor), 페오포르비드 A (Pheophorbide A), 루테티움 텍사피린 (Lutetium texaphyrin), 프탈로시아닌-4 (Phthalocyanine-4), 모노-L-아스파틴-클로린 e6 (mono-L-aspartin-chlorin e6), TPPS4 (tetraphenyl-porphyrin-tetra-sulfonate), TPCC4 (tetra-phenyl-chlorin-tetra-carboxylate) 및 이의 유도체에서 선택되는 하나 이상이나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 상기 나노광증감제는 입자의 크기가 10 내지 100 nm일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 70 nm, 더욱 바람직하게는 25 내지 55 nm일 수 있다. 나노광증감제에는 폴리에틸렌글리콜 및 세포외효소 분해성 펩타이드/면역관문억제제가 추가적으로 결합되어 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 형성한다. 나노광증감제의 입자가 상기 범위인 것이 제조되는 복합체의 면역 증진 및 광역동 치료 효과를 극대화할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 있어서, 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 폴리에틸렌글리콜 유도체를 포함한다. 폴리에틸렌글리콜은 나노광증감제의 외각으로 결합되며, 나노광증감제 기능기, 예를 들어 카르복실기에 통상의 페길레이션(PEGylation) 방법으로 결합될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜은 나노광증감제와 이중황 결합 (disulfide bong)으로 연결될 수 있으며, 종양이 존재하는 생체 내의 환경, 바람직하게는 산성 환경에서 상기 이중황 결합이 끊어지면서 폴리에틸렌글리콜이 복합체로부터 분해될 수 있다. 상기 폴리에틸렌글리콜의 분해는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 형광강도를 상대적으로 증가시키며, 광증감제를 활성화시킨다.
본 발명에 있어서, 세포외효소 감응성 펩타이드는 나노광증감제의 외각으로 결합되며, 나노광증감제 기능기, 예를 들어 카르복실기에 결합되며, 바람직하게는 이중황 결합 (disulfide bong)으로 연결된다.
세포외효소 감응성 펩타이드는 상기 세포외효소에 의해 분해되는 펩타이드를 의미하며, 본 발명에 있어서, 세포외효소는 카텝신 B 및 MMP-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 세포외효소 감응성 펩타이드는 세포외효소에 의해 분해되는 것일 수 있다.
면역관문억제제는 세포외효소 감응성 폴리머에 결합된다. 본 발명에 의하면, 면역관문억제제는 항체, 융합 단백질, 압타머 또는 이의 면역 체크포인트 단백질-결합 단편일 수 있다. 예를 들어, 면역 체크포인트 억제제는 항-면역 체크포인트 단백질 항체 또는 이의 항원-결합 단편이다.
특정 예에서, 면역 체크포인트 억제제는 항-CTLA4 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-PD-L1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-LAG-3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-OX40 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-TIM3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 항-PD-1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편 중에서 선택된다.
예를 들어, 트리멜리무맙(Tremelimumab), 이필리무맙(Ipilimumab), 니볼루맙(Nivolumab), 펨브롤리주맙(Pembrolizumav), 아테졸리주맙(Atezolizumab), 두발루맙(Durvalumab), 람브로리주맙(Lamvrolizumab), AMP-224, MEDI4376 및 CT-011로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체는 입자의 크기가 50 내지 300 nm일 수 있으며, 종양에 대해 표적성을 가지고, 암진단이 용이하지 않은 소화기암, 방광암 또는 폐암 등 조직 깊이 위치한 종양의 검출과 치료에도 유용하다.
또한, 본 발명은 생분해성 고분자 지지체에 광증감제를 도입하고 입자화하는 나노광증감제 제조단계;
상기 나노광증감제의 표면에 폴리에틸렌글리콜 및 세포외효소 감응성 펩타이드를 각각 부착하는 단계; 및
나노광증감제 표면에 부착된 세포외효소 감응성 펩타이드에 면역관문억제제를 부착하는 단계;를 포함하는 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체의 제조방법을 제공한다.
먼저, 생분해성 고분자 지지체와 광증감제를 반응시키고 입자화하여 나노광증감제를 제조한다. 생분해성 고분자 지지체 및 광증감제의 정의는 앞에서 제시한 바와 같다.
상기 입자화는 수용액상에서 자기조립(self assembly)을 통해 수행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 광증감제는 카르복실기 및/또는 시스타민기와 같은 기능기를 가지거나 가지도록 개질한 것일 수 있다. 광증감재의 기능기 개질은 예를 들어, 광과민제를 염기 및 HNS 첨가하에서 교반하여 기능기를 활성화시키고, 시스타민기를 갖는 화합물과 공유결합시킴으로써 제조할 수 있다.
다음으로, 나노광증감제에 폴리에틸렌글리콜을 결합시킨다. 폴리에틸렌글리콜을 물에 용해시킨 후, 시스타민 염산염을 첨가하고, DMSO와 같은 유기용매를 첨가하여 반응시켜 폴리에틸렌글리콜-시스타민 결합체를 만들고, 여기에 나노광증감제를 첨가하여 결합시킨다. 상기 결합은 염기 및 N-히드로숙신이미드와 같은 반응첨가제가 더 포함될 수 있다.
다음으로, 폴리에틸렌글리콜이 결합된 나노광증감제에 세포외효소 감응성 펩타이드를 부착한다. 세포외효소 감응성 펩타이드의 부착위치는 나노광증감제이다. 상기 결합은 염기 및 N-히드로숙신이미드와 같은 반응첨가제가 더 포함될 수 있다. 세포외효소 감응성 펩타이드가 부착되면, 여기에 면역관문억제제를 더 첨가하여 교반함으로써 세포외효소 감응성 펩타이드에 면역관문억제제를 결합시킬 수 있다.
또한 본 발명은 본 발명에 따른 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 조성물은 암세포를 표적하고 면역세포를 활성화하여 우수한 항암 효과를 나타낸다.
본 발명에 의하면, 상기 암은 소화기암, 췌장암, 난소암, 유방암, 대장암, 간암, 폐암, 뇌암, 후두암, 갑상선암, 결장암, 위암, 심장암, 신장암, 비장암, 림프종, 급성 골수성 백혈병, 골육종, 기관지암, 방광암, 혈액암, 윌름종양 및 전립선암으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체는 암세포를 표적하고, 면역세포를 활성화하며, 암세포나 암조직에서 분비되는 효소(MMP 2, 카텝신 B)에 의해서 선택적으로 분해되어 면역관문억제제와 광 증감제를 방출하고, 혈중에서 정상 세포와 망상 내피계(reticuloendothelial system, RES)에 의한 복합체 소실을 최소화할 수 있다. 본 발명에 따른 복합체는 광역동 치료와 면역치료법을 동시에 수행할 수 있으므로, 암세포를 표적하고, 면역세포를 활성화하여 항암의 진단 및 치료에 효과적이며, 기존의 암 치료에 저항성, 불응성을 나타내는 암 종에도 효과적으로 작용한다.
본 발명의 약학적 조성물은 연구자, 수의사, 의사 또는 기타 임상에 의해 생각되는 조직계, 동물 또는 인간에서 생물학적 또는 의학적 반응을 유도하는 유효 성분 또는 약학적 조성물의 양, 즉 치료되는 질환 또는 장애의 증상의 완화를 유도하는 양인 치료상 유효량으로 투여할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물에 대한 치료상 유효 투여량 및 투여횟수는 원하는 효과에 따라 변화될 것임은 당업자에게 자명하다. 그러므로, 투여될 최적의 투여량은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있으며, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효성분 및 다른 성분의 함량, 제형의 종류, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자 등에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 예를 들어, 정맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 구강, 심장내, 골수내, 경막내, 경피, 장관, 피하, 설하 또는 국소 투여할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 약학 조성물은 0.01 내지 10,000㎎/㎏/일, 바람직하게는 0.1 내지 200㎎/㎏/일의 양으로 투여할 수 있으며, 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수 회에 나누어 투여할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다.
상기 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸 히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
본 발명은 본 발명의 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체를 필요로 하는 개체에게 투여하는 것을 포함하는 암 치료방법을 제공한다. 본 발명에 있어서, 상기 용어 "개체"란, 포유 동물 특히 인간을 포함한다. 상기 치료 방법은 치료학적으로 유효한 양의 투여를 포함하며, "치료학적으로 유효한 양"이라는 용어는 암 치료에 유효한 본 발명의 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체의 양을 나타낸다. 위 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체는 임의의 순서로 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있다.
본 발명은 암 치료용 약제의 제조를 위한 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체의 용도를 제공하는 것이다. 약제의 제조를 위한 본 발명의 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 조성물은 허용되는 담체 등을 혼합할 수 있으며, 다른 작용제들을 추가로 더 포함할 수도 있다.
본 발명은 암의 치료에 사용하기 위한 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 암의 진단 및 치료 모니터링용 바이오마커를 제공한다.
본 발명에 의하면, 면역관문 억제제-나노광증감제 복합체는 산성 pH 조건에서 분해되어, 광증감제를 배출시키고, 배출된 광증감제가 종양에 표지됨으로써 형광을 나타냄으로써 암의 진단 및 치료 모니터링에 유용하다.
본 발명의 용도, 조성물, 치료 방법에서 언급된 사항은 서로 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상위한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
제조예 1. 히알루론산-클로린 e6-셀레노시스타민((HA-sese-Ce6) 공유결합체 합성
(a) 클로린 e6-셀레노시스타민 합성
클로린 e6(Ce6) 60 mg을 디메틸설폭사이드(DMSO) 10 ml에 녹인 후 N-(3-디메틸아미노프로필)-N-에틸카보디이미드 히드로클로라이드(EDAC) 19.1 mg과 N-히드록시숙신이미드(NHS) 11.5 mg을 첨가한 후 자석식 교반기로 약 6시간 동안 교반하여 클로린 e6의 카복실산을 활성화시킨다(클로린-NHS).
다음으로 과량의 셀레노시스타민 디히드로클로라이드 (160mg)을 증류수 5 ml에 녹인 후, DMSO 5 ml을 첨가하고 자석식 교반기로 10분 이상 교반하여 완전히 녹였다. 상기에서 반응시킨 클로린 e6 용액에 첨가한 후 24시간 동안 자석식 교반기로 교반하여 클로린 e6와 셀레노시스타민을 공유결합시킨다. 합성된 공유 결합체는 과량의 메탄올에 침전시킨 후 건조하여 클로린 e6-셀레노시스타민 공유결합체를 얻었다.
(b) 히알루론산-클로린 e6-셀레노시스타민(HA-sese-Ce6) 합성
히알루론산(Hyaluronic acid) 400 mg을 증류수 10 ml에 녹였다. 이 용액에 DMSO 10 ml을 녹인 후 EDAC 19.1 mg과 NHS 11.5mg을 첨가하고 6시간 동안 교반하여 히알루론산의 카복실산을 활성화시킨다. 클로린 e6-셀레노시스타민 공유결합체 82 mg을 DMSO 10 ml에 녹인 후 히알루론산 용액에 첨가하고 48시간 동안 교반하여 히알루론산에 클로린 e6-셀레노시스타민을 공유결합시킨다. 반응물을 투석막(분자량 컷오프 사이즈: 12,000 g/mol)에 넣고 증류수에 대하여 투석을 하여 유기 용매와 미 반응물을 제거하였다. 약 2일간 투석을 하면서 3시간마다 증류수를 교환하여 주고 투석이 끝난 후 반응물을 2일 동안 동결건조하여 최종적으로 히알루론산-클로린 e6-셀레노시스타민 공유결합체를 합성하였다(HA-sese-Ce6). 1H NMR 스펙트럼을 도 9에 나타내었다.
합성한 히알루론산-클로린 e6-셀레노시스타민 공유결합체를 20 mM의 과산화수소 용액에 넣고 약 2일간 교반 후 형광 분광 광도계로 664nm에서 측정한 결과, Ce6의 함량은 약 16.8 중량%으로 확인하였다. 1H NMR 스펙트럼을 도 9에 나타내었다.
Ce6 함량 = (Ce6 무게 (g)/나노입자 무게 (g)) * 100
히알루론산-클로린 e6-셀레노시스타민(HA-sese-Ce6) 합성방법을 반응식으로 나타내면 아래와 같다.
Figure pat00001
HA-sese-Ce6 10mg을 증류수 5 ml에 넣고 초음파를 처리하여 고르게 분산하여 물에 분산된 나노광증감제 용액을 얻고 투과전자현미경(Transmission electron microscope)으로 관찰하였으며, 이를 하기 도 2에 나타내었다.
도 2a는 본 발명에 따른 HA-sese-Ce6을 도식화하여 나타낸 것이며, 도 2b는 제조된 HA-sese-Ce6를 투과전자현미경으로 촬영한 이미지이다. 투과전자현미경으로 관찰한 결과, 약 30~50 nm 의 크기를 가진 둥근 모양의 나노입자가 형성된 것을 알 수 있었으며, 입자의 평균 크기는 48±5.1 nm였다(표 1 참조). Ce6의 함량 약 16.8 중량%.
제조예 2. PEG 결합 나노광증감제의 합성
(a) 메톡시 폴리(에틸렌글리콜)-시스타민 합성
메톡시 폴리(에틸렌글리콜)-N-히드로숙신이미드 에스터 (500mg)을 증류수에 녹인다. 과량의 시스타민 디히드로클로라이드 200 mg을 5 ml 증류수에 녹인 후 DMSO 10 ml을 첨가하고 24시간 동안 교반하였다. 반응물을 투석막(분자량 컷오프 사이즈: 1,000 g/mol)에 넣고 증류수에 대하여 투석을 하여 유기용매와 미반응물을 제거하였다. 약 2일간 투석을 하면서 3시간마다 증류수를 교환하여 주고 투석이 끝난 후 반응물을 2일 동안 동결건조하여 메톡시 폴리(에틸렌글리콜)-시스타민 공유결합체를 얻었다. 에톡시 폴리(에틸렌글리콜)-시스타민의 1H MNR 스펙트럼 결과를 도 9에 나타내었다.
(b) PEG 결합 나노광증감제(MePEG-cystamine-HA-sese-Ce6) 합성
HA-sese-Ce6 나노광증감제 200mg을 인산완충용액 (0.01 M, pH 7.4~8.0) 50 ml에 넣고 초음파를 처리하여 고르게 분산하였다. 이 용액에 EDAC 19.1 mg과 NHS 11.5mg을 첨가 한 후 약 6시간 동안 교반을 하여 표면에 노출된 카복실산을 NHS로 활성화시켜 주고 메톡시 폴리(에틸렌글리콜)-시스타민 (MePEG-cystamine) 공유결합체 500 mg 을 넣고 약 2일간 교반하여 MePEG-cystamine이 HA-sese-Ce6 나노입자 표면에 결합된 나노광증감제를 합성하였으며, 합성결과를 도 10에 나타내었다. 제조예 2의 반응을 도식화하여 도 3에 나타내었다.
MePEG-cystamine이 HA-sese-Ce6 나노입자 표면에 결합된 나노광증감제의 평균 크기는 72.3±6.8 nm였다. Ce6의 함량은 약 4.7 중량%
클로린 e6 함량 = (Ce6 무게 (g)/나노입자 무게 (g)) * 100
실시예 1. 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 제조
(1) 카텝신 B 펩티드가 결합된 나노광증감제 합성
제조예 2에서 합성한 나노광증감제(MePEG-cystamine-HA-sese-Ce6 나노입자) 100 mg을 인산 완충용액에 분산시키고, EDAC (38.2 mg)과 NHS (23 mg)를 넣고 6시간 동안 반응시킨 다음, GFLG(글리신-페닐알라닌-류신-글리신) 테트라펩티드 73.4 mg을 넣고 추가로 24시간 동안 반응을 시켰다. GFLG 테트라펩티드가 결합된 나노광증감제(MePEG-cystamine-HA-sese-Ce6)를 투석막(분자량 컷오프 사이즈: 12,000 g/mol)에 넣고 증류수에 대하여 투석을 하여 유기용매와 미 반응물을 제거하였다. 약 2일간 투석을 하면서 3시간마다 증류수를 교환하여 주고 투석이 끝난 후 반응물을 2일 동안 동결건조하여 건조된 샘플을 얻었다.
(2) 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 제조
GFLG 테트라펩티드가 결합된 나노광증감제 (MePEG-cystamine-HA-sese-Ce6) 20 mg을 10 ml의 인산 완충용액에 분사시킨 후 EDAC (1.9 mg)와 NHS (1.15 mg)을 넣고 6시간 동안 반응시켰다. 6시간 후 면역관문억제제(Atezolizumab) 5 mg을 넣고 24시간 동안 교반시켜 면역관문억제제가 GFLG 펩타이드에 결합된 나노광증감제를 합성하였다. 합성물은 투석막(분자량 컷오프 사이즈: 12,000 g/mol)에 넣고 증류수에 대하여 투석을 하여 유기용매와 미 반응물을 제거하였다. 약 2일간 투석을 하면서 3시간마다 증류수를 교환하여 주고 투석이 끝난 후 반응물을 2일 동안 동결 건조하여 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 수득하였다. 도 11은 제조된 복합체의 합성결과를 도 11에 나타내었다.
도 4는 실시예 1에 따라 복합체를 제조하는 방법의 도식화 및 제조된 복합체를 투과전자현미경으로 촬영한 이미지이다. 투과전자현미경 이미지에서 확인할 수 있듯이, 입자 평균 크기는 104±10.2 nm였다. Ce6의 함량은 약 3.6 중량%
클로린 e6 함량 = (Ce6 무게 (g)/나노입자 무게 (g)) * 100
시험예 1. pH 특성
본 발명에 따라 제조된 복합체가 종양의 pH 환경, 즉 산성 조건에서 분해되는지 여부를 확인하였다. 구체적으로, 실시예 1의 복합체 2 mg을 각각 pH 6.4, pH 6.8, pH 7.4 완충 용액에 분산시켰으며, 형광을 측정하여 이에 대한 결과를 도 5에 나타내었다.
완충 용액의 pH가 산성일수록 MePEG와 나노광증감제 사이에 연결고리인 시스타민의 이중황결합 (disulfide bond)가 끊어지고 PEG가 나노광증감제에서 분해되어 나가면서 상대적으로 형광강도가 증가하는 현상을 보였다. 이러한 결과는 면역관문억제제용 나노약물 복합체가 종양의 산성 환경(acidic pH in tumor tissue)에서 나노입자 표면에 결합되어 있는 PEG가 분해되어 나가면서 광증감제인 Ce6가 활성화되어 암을 형광 표지 또는 진단(fluorescence labelling or diagnosis) 할 수 있다는 것을 뒷받침한다.
시험예 2. 암 유래 효소 카텝신 B에 대한 거동 특성
실시예 1의 복합체 2 mg을 각각 pH 7.4 완충용액 1 ml에 분산시키고 여기에 암유래 세포외 효소(extracellular enzyme)인 카텝신 B를 다양한 농도로 첨가하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타난 바와 같이, 완충 용액에 암세포에서 분비되는 세포외 효소인 카텝신 B가 첨가된 경우 농도의존적으로 GFLG 펩티드가 분해되면서 면역관문억제제가 분리되어 떨어져 나가면서 형광강도가 증가하는 것을 보였으며, 100 유닛을 첨가한 군에서는 무처리군(DMSO)의 4배 이상 증가하는 현상을 보였다.
이러한 결과는 면역관문억제제용 나노약물가 종양에서 분비되는 암유래 효소에 의해 면역관문억제제가 선택적으로 분리되어 방출되고 종양에서 광증감제인 Ce6가 활성화되어 암을 형광 표지 또는 진단 (fluorescence labelling or diagnosis)을 할 수 있다는 것을 시사한다.
시험예 3. 활성산소에 대한 거동 특성
형광강도 변화
실시예 1의 복합체 2 mg을 각각 pH 7.4 완충용액 1 ml에 분산시키고, 여기에 암에서 발생할 수 있는 활성 산소종의 일종인 과산화수소(H2O2)를 첨가하였으며, 그 결과를 도 7a에 나타내었다.
활성산소에 선택적으로 분해되는 것으로 알려진 셀레노시스타민의 이중 셀레늄 결합이 분해되면서 Ce6가 방출되어 형광강도가 농도의존적으로 증가하는 것이 확인되었다. 이러한 결과는 종양에서 활성 산소가 증가하거나 광역동 치료시 활성 산소종이 증가하면서 이중셀레늄 결합이 분해되어 광증감제를 선택적으로 방출시킬 수 있을 뿐만 아니라, 광증감제에 의해 암을 형광표지 할 수 있다는 것을 시사한다.
방출 테스트
실시예 1의 복합체 5 mg을 각각 pH 7.4 완충용액 1 ml에 분산 시키고 투석막에 넣고 각각 과산화수소(H2O2)를 0, 10, 20 mM 첨가한 인산 완충용액에 대해 방출실험을 진행하였으며, 그 결과를 도 7b에 나타내었다.
과산화수소가 없는 경우, 아주 적은 양의 약물의 방출이 방출되었으나, 과산화수소를 첨가한 경우 약물 방출 속도가 빨라져서 약 96시간 후 대부분의 약물이 방출되었다. 특히 과산화수소의 농도가 20 mM일 경우 48시간 이내에 대부분의 약물이 방출되었다. 이러한 결과는 본 발명의 실시예 1에 따른 복합체가 종양의 산성 환경에서 복합체를 보호하고 있던 PEG가 분해되어 떨어져 나가고, 암세포에서 분비되는 효소에 의해 면역관문억제제가 선택적으로 방출되며, 암세포 내의 활성 산소 종에 의해 선택적으로 광증감제를 방출하여 암을 선택적으로 제거할 수 있음을 보여준다.
시험예 4. 대장암 세포의 폐전이 동물 모델에서의 항암효과
CT26 대장암 세포 (1x105 cell)를 쥐 (Balb/C mouse, 20 g, male)의 꼬리 정맥에 주사하고 2일 후 대조군에는 인산 완충 용액을 주사하고, 실험군에는 실시예 1의 복합체(20 mg 복합체/Kg)를 주사한 후, 4주일 후에 쥐를 희생하여 폐를 절개하였으며, 도 8a에 나타내었다(상단: 대조군, 하단: 실험군).
꼬리 정맥에 인산 완충용액을 주사한 대조군의 경우(도 8a 상단), CT26 대장암 세포의 전이가 일어나, 폐에 암이 전이되어 폐의 크기가 증가하였다. 폐의 중량은 좌측으로부터 각각 1.26 g, 0.94 g, 0.9 g 및 1.2 g이었다. 한편, 꼬리 정맥에 실시예 1의 복합체를 주사한 실험군의 경우(도 8a 하단), 암세포 전이가 일어나지 않아 폐의 크기가 변화가 없었으며, 폐의 중량은 좌측으로부터 각각 0.4 g, 0.46 g, 0.28 g 및 0.3 g이었다. 본 발명에 따른 실시예 1의 복합체가 암의 전이 및 증식을 효과적으로 억제한다는 것을 시사한다.
도 8b는 본 발명에 따른 실시예 1의 복합체가 암의 진단 및 치료 모니터링용 바이오마커로 사용할 수 있는지 여부를 대장암 세포의 폐전이 동물 모델에서 확인한 결과이다. 도 8b에서 나타난 바와 같이, 실시예 1의 복합체가 폐에 전이된 암세포를 선택적으로 표적화하였으므로, 암의 진단, 전이 여부 확인 및 치료 모니터링용 바이어마커로 유용하게 적용할 수 있음을 확인하였다.

Claims (18)

  1. 생분해성 고분자 지지체에 결합된 광증감제를 포함하는 나노광증감제;
    상기 나노광증감제에 결합된 폴리에틸렌글리콜;
    상기 나노광증감제에 결합된 세포외효소 감응성 펩타이드; 및
    세포외효소 감응성 폴리머에 결합된 면역관문억제제;를 포함하는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    생분해성 고분자 지지체는 히알루론산, 폴리아미노산, 폴리락트산, 콜라겐, 알긴산 및 키토산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  3. 제1항에 있어서,
    나노광증감제는 카르복실기 및 시스타민기를 기능기로 갖는 것인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  4. 제1항에 있어서,
    세포외효소는 카텝신 B 및 MMP-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 면역관문억제제는 항-CTLA4 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-PD-L1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-LAG-3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-OX40 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-TIM3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 항-PD-1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광증감제는 종양에 대하여 광독성을 가지는 것인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광증감제는 빛에 의해 활성산소를 발생시키는 것인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광증감제는 클로린 e6 (Chlorin e6, Ce6), 포피린 IX (PpIX), 헤마토포피린 (Hematoporphyrin), 포르피머 나트륨 (porfimer sodium), 5-아미노레불린산 (5-aminolevulinic acid), 베르테포르핀 (verteporfin), m-테트라(히드록시페닐)클로린 (m-Tetra(hydroxyphenyl)chlorin), 보론화 프로토포피린 (boronated protoporphyrin), 포토클로르 (Photochlor), 페오포르비드 A (Pheophorbide A), 루테티움 텍사피린 (Lutetium texaphyrin), 프탈로시아닌-4 (Phthalocyanine-4), 모노-L-아스파틴-클로린 e6 (mono-L-aspartin-chlorin e6), TPPS4 (tetraphenyl-porphyrin-tetra-sulfonate), TPCC4 (tetra-phenyl-chlorin-tetra-carboxylate) 및 이의 유도체에서 선택되는 하나 이상인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  9. 제1항에 있어서,
    종양에 대해 표적성을 갖는 것인, 면역관문억제제-나노광증감제 복합체.
  10. 생분해성 고분자 지지체에 광증감제를 도입하고 입자화하는 나노광증감제 제조단계;
    상기 나노광증감제의 표면에 폴리에틸렌글리콜 및 세포외효소 감응성 펩타이드를 각각 부착하는 단계; 및
    나노광증감제 표면에 부착된 세포외효소 감응성 펩타이드에 면역관문억제제를 부착하는 단계;를 포함하는 면역관문억제제-나노광증감제 복합체의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    세포외효소는 카텝신 B 및 MMP-2로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 효소인, 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 면역관문억제제는 항-CTLA4 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-PD-L1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-LAG-3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-OX40 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-TIM3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 항-PD-1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 광증감제는 종양에 대하여 광독성을 가지는 것인, 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    클로린 e6 (Chlorin e6, Ce6), 포피린 IX (PpIX), 헤마토포피린 (Hematoporphyrin), 포르피머 나트륨 (porfimer sodium), 5-아미노레불린산 (5-aminolevulinic acid), 베르테포르핀 (verteporfin), m-테트라(히드록시페닐)클로린 (m-Tetra(hydroxyphenyl)chlorin), 보론화 프로토포피린 (boronated protoporphyrin), 포토클로르 (Photochlor), 페오포르비드 A (Pheophorbide A), 루테티움 텍사피린 (Lutetium texaphyrin), 프탈로시아닌-4 (Phthalocyanine-4), 모노-L-아스파틴-클로린 e6 (mono-L-aspartin-chlorin e6), TPPS4 (tetraphenyl-porphyrin-tetra-sulfonate), TPCC4 (tetra-phenyl-chlorin-tetra-carboxylate) 및 이의 유도체에서 선택되는 하나 이상인, 제조방법.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 암은 소화기암, 췌장암, 난소암, 유방암, 대장암, 간암, 폐암, 뇌암, 후두암, 갑상선암, 결장암, 위암, 심장암, 신장암, 비장암, 림프종, 급성 골수성 백혈병, 골육종, 기관지암, 방광암, 혈액암, 윌름종양 및 전립선암으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인, 약학적 조성물.
  17. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 면역관문억제제-나노광증감제 복합체를 포함하는 암의 진단 및 치료 모니터링용 바이오마커.
  18. 제17항에 있어서,
    면역관문억제제-나노광증감제 복합체는 산성 pH 조건에서 분해되어, 광증감제를 배출시키고,
    배출된 광증감제가 종양에 표지됨으로써 형광을 나타내는 것인, 바이오마커.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220080813A (ko) * 2020-12-07 2022-06-15 (주)아이엠지티 초음파 감작제가 결합된 면역관문억제제 및 이의 용도
CN115462372A (zh) * 2022-09-07 2022-12-13 武汉理工大学 一种gsh响应性光动力抗菌纳米系统及其制备方法和应用
CN115806736A (zh) * 2022-12-29 2023-03-17 中国科学院长春应用化学研究所 一种mmp酶响应的可注射聚氨基酸水凝胶及其制备方法和应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102505008B1 (ko) * 2021-12-31 2023-03-03 마테리아노바코리아 주식회사 글루타치온 또는 활성산소에 응답성을 가지는 나노광역동 치료제 및 이의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140057718A (ko) * 2012-11-01 2014-05-14 국립암센터 환원제 반응형 이황화물 연결자 함유 고분자-광감각제 결합체 및 이를 포함하는 형광 영상 진단 및 광역학 치료용 조성물
KR20160032041A (ko) * 2013-05-28 2016-03-23 디씨비-유에스에이 엘엘씨 단백질 약물의 불활성화를 위한 항체 로커
KR101751595B1 (ko) 2015-07-22 2017-07-11 가톨릭대학교 산학협력단 생체적합성 친수성 고분자를 포함한 구형 약물 전달체 및 이의 용도
KR20170106453A (ko) 2015-01-29 2017-09-20 더 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 펜실바니아 관문 억제제 및 백신 조합 및 면역요법을 위한 이들의 사용
KR20180026353A (ko) 2016-09-02 2018-03-12 부산대학교 산학협력단 활성산소 응답성을 가지는 나노광증감제 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140057718A (ko) * 2012-11-01 2014-05-14 국립암센터 환원제 반응형 이황화물 연결자 함유 고분자-광감각제 결합체 및 이를 포함하는 형광 영상 진단 및 광역학 치료용 조성물
KR20160032041A (ko) * 2013-05-28 2016-03-23 디씨비-유에스에이 엘엘씨 단백질 약물의 불활성화를 위한 항체 로커
KR20170106453A (ko) 2015-01-29 2017-09-20 더 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 펜실바니아 관문 억제제 및 백신 조합 및 면역요법을 위한 이들의 사용
KR101751595B1 (ko) 2015-07-22 2017-07-11 가톨릭대학교 산학협력단 생체적합성 친수성 고분자를 포함한 구형 약물 전달체 및 이의 용도
KR20180026353A (ko) 2016-09-02 2018-03-12 부산대학교 산학협력단 활성산소 응답성을 가지는 나노광증감제 및 그 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220080813A (ko) * 2020-12-07 2022-06-15 (주)아이엠지티 초음파 감작제가 결합된 면역관문억제제 및 이의 용도
WO2022124664A1 (ko) * 2020-12-07 2022-06-16 (주)아이엠지티 초음파 감작제가 결합된 면역관문억제제 및 이의 용도
CN115462372A (zh) * 2022-09-07 2022-12-13 武汉理工大学 一种gsh响应性光动力抗菌纳米系统及其制备方法和应用
CN115806736A (zh) * 2022-12-29 2023-03-17 中国科学院长春应用化学研究所 一种mmp酶响应的可注射聚氨基酸水凝胶及其制备方法和应用
CN115806736B (zh) * 2022-12-29 2024-03-26 中国科学院长春应用化学研究所 一种mmp酶响应的可注射聚氨基酸水凝胶及其制备方法和应用

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