KR20200001971A - 흑색종 치료용 방사성 화합물 및 그의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑색종에 대한 표적능이 향상된 방사성 화합물 및 그를 포함하는 포함하는 흑색종 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 종래의 흑색종 조영용 조성물에 비해 흑색종에 대한 표적능이 향상되었을 뿐만 아니라, 치료용 방사선 핵종을 사용함으로써 흑색종에 대한 매우 우수한 치료효과를 나타낸다.

Description

흑색종 치료용 방사성 화합물 및 그의 용도{A novel radioactive compound for treating melanoma and use thereof}
본 발명은 신규 화합물 및 그의 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 신규 흑색종 치료용 방사성 화합물 및 그의 용도에 관한 것이다.
악성 흑색종(malignant melanoma)는 높은 전신성 전이능력 때문에 가장 치명적인 암 중의 하나로 알려지고 있다. 악색 흑색종은 전체 피부암의 5% 정도를 차지하지만, 피부암 관련 사망의 50% 이상을 차지하고 있다. 더구나, 상기 질환의 발생율은 지난 20년동안 두 배로 증가하였고 꾸준히 증가중이다. 현재까지, 흑색종에 대한 효과적인 치료제는 개발되지 않고 있는 실정이다. 다만, 조기 진단 및 질병의 병기에 대한 정확한 결정이 악성 흑색종 환자의 생존율을 향상시키는 중요한 접근방법으로 제시되고 있다.
최근 전이성 흑색종의 검출을 위한 멜라닌을 표적으로 한 PET용 조영제로 18F-N-[2-(diethylamino)ethyl]-4-fluoro-Benzamide(18F-FBZA)가 개발되어 보고된 바 있으나(Ren et al., J. Nucl. Med. 50(10): 1692-1699, 2009). 그러나 상기 흑색종 검출용 PET용 방사성 화합물의 경우, 벤자아마이드 구조의 화학적 변환을 이용해 흑색종의 선택적 섭취를 유도하는 원리이나, 흑색종에 대한 섭취율이 낮고 영상의 질이 좋지 않아 이를 개선해야 하는 문제점이 있을뿐더러, 현재까지 흑색종에 대한 치료는 외과적 수술을 통한 병소의 절제 및 약물을 이용한 방법밖에 없는 실정이다. 하지만 수술의 경우 위치적 제한이 많을 뿐 아니라 약물은 재발 위험 및 치료반응의 효율이 매우 낮은 단점을 가지고 있다. 따라서 악성흑색종을 선택적 섭취를 통한 방사선 치료가 가장 효과적일 것이라 생각되나 아직까지는 흑색종을 표적으로 하는 유효한 방사성 의약품은 개발된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 흑색종 표적능이 향상된 신규 방사성 치료용 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 상기 화합물를 포함하는 흑색종 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 하기 화학식 1 또는 2의 구조를 갖는 신규 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염이 제공된다:
Figure pat00001
(화학식 1)
Figure pat00002
(화학식 2)
(상기 화학식에서 X1 및 X2는 각각 독립적으로 탄소 또는 질소로서 적어도 둘 중 하나는 질소이고, L1은 없거나 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환 알킬렌, 탄소수 6 내지 14의 치환 또는 비치환 알릴렌, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환 헤테로알킬렌, 탄소수 2 내지 60의 (폴리)알킬렌 글리콜,
Figure pat00003
,
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,
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,
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,
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,
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,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
, 및
Figure pat00032
로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 링커이며, L2는 결합 또는 탄소수 1 내지 5의 치환 또는 비치환 알킬렌기이고, R1은 80mBr, 123I, 124I, 125I, 131I, 및 32P로 구성되는 군으로부터 선택되는 방사성 동위원소 또는 상기 방사성 동위원소를 포함하는 작용기이고, L은 DOTA(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris(t-bu)DOTA, HBED-CC-TFP ester, DTPA(Diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA(1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid), NODAGA(1,4,7-Triazacyclononane,1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A(1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11-diacetic acid), PCTA(3,6,9,15-tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9,-triacetic acid), 사이클렌(Cyclen), 사이클람(cyclam) 또는 DFO(Deferrioxamine)로 구성되는 군으로부터 선택되는 킬레이터이며, M은 64Cu, 67Cu, 90Cu, 68Ga, 99mTc, 85Sr, 89Sr, 86Y, 90Y, 99mTc, 111In, 114mIn, 149Tb, 152Tb, 153Sm, 165Dy, 166Ho, 169Er, 177Lu, 186Re, 188Re, 198Au, 211At, 212Pb, 223Ra, 224Ra, 225Ac 및 255Fm로 구성되는 군으로부터 선택되는 방사성 금속이며, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 아세트아마이드기 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다).
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 화학식 1 또는 2의 화합물 또는 그의 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 악성 흑색종 치료용 조영제가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신규 방사성 화합물 및 그의 허용가능한 염은 흑색종 치료제로 사용이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 화합물은 흑색종에 대한 표적능이 향상되었을 뿐만 아니라, 흑색종의 성장의 매우 현저하게 억제할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그러나, 본 발명의 범위는 상기 효과에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 화합물을 방사선 박막 크로마토그래피(radio thin layer chromatography)으로 분리하여 표지수율 및 방사화학적 순도를 분석한 결과를 나타내는 크로마토그램이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 177Lu-DOTA-NCS-DMP를 흑색종 소동물 모델에 투여시 시간의 경과에 따른 종양의 성장 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 177Lu-DOTA-NCS-DMFB를 흑색종 소동물 모델에 투여시 시간의 경과에 따른 체중의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 하기 화학식 1 또는 2의 구조를 갖는 신규 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염이 제공된다:
Figure pat00033
(화학식 1)
Figure pat00034
(화학식 2)
(상기 화학식에서 X1 및 X2는 각각 독립적으로 탄소 또는 질소로서 적어도 둘 중 하나는 질소이고, L1은 없거나 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환 알킬렌, 탄소수 6 내지 14의 치환 또는 비치환 알릴렌, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환 헤테로알킬렌, 탄소수 2 내지 50의 (폴리)알킬렌 글리콜,
Figure pat00035
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,
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,
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, 및
Figure pat00064
로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 링커이며, L2는 결합 또는 탄소수 1 내지 5의 치환 또는 비치환 알킬렌기이고, R1은 80mBr, 123I, 124I, 125I, 131I, 및 32P로 구성되는 군으로부터 선택되는 방사성 동위원소 또는 상기 방사성 동위원소를 포함하는 작용기이고, L은 DOTA(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris(t-bu)DOTA, HBED-CC-TFP ester, DTPA(Diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA(1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid), NODAGA(1,4,7-Triazacyclononane,1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A(1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11-diacetic acid), PCTA(3,6,9,15-tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9,-triacetic acid), 사이클렌(Cyclen), 사이클람(cyclam) 또는 DFO(Deferrioxamine)로 구성되는 군으로부터 선택되는 킬레이터이며, M은 64Cu, 67Cu, 90Cu, 68Ga, 99mTc, 85Sr, 89Sr, 86Y, 90Y, 99mTc, 111In, 114mIn, 149Tb, 152Tb, 153Sm, 165Dy, 166Ho, 169Er, 177Lu, 186Re, 188Re, 198Au, 211At, 212Pb, 223Ra, 224Ra, 225Ac 및 255Fm로 구성되는 군으로부터 선택되는 방사성 금속이며, R2 내지 R3는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 아세트아마이드기 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이고, X는 할로겐 원자이며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 아세트아마이드기, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다).
상기 신규 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염에 있어서, 화학식 1의 경우 R1 그리고 화학식 2의 경우 [M←L] 부분이 방사성 동위원소 부분이고, L1이 상기 방사성 동위원소 부분과 흑색종 표적 모이어티를 연결하는 링커에 해당되고 상기 R1 또는 [M←L] 부분과 L1을 제외한 오른쪽 구조가 상기 흑색종 표적 모이어티에 해당된다.
상기 신규 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염에 있에서, 상기 링커 L1은 일반적인 유기합성 외에, 클릭화학(click chemistry)에 의해 아자이드-알킨 환부가(Azide-Alkyne Cycloaddition) 반응, 알킨-니트론 환부가(alkyne-nitrone cycloaddition) 반응, 알킨 및 아자이드 [3+2] 환분가(Alkene and azide [3+2] cycloaddition) 반응, 알킨 및 테트라진 역수요 디엘스-엘더(Alkene and tetrazine inverse-demand Diels-Alder) 반응, 또는 알킨 및 테트라졸 광클릭 반응(Alkene and tetrazole photoclick reaction)에 의해 트리아졸(triazole) 또는 디벤조트리아졸로아조신(dibenzotriazoloazocine)이 형성됨으로써 모듈식으로 상기 킬레이터를 흑색종 표적 모이어티에 부착시키는 링커일 수 있다. 상기 모듈은 상기 방사성 동위원소 부분과 상기 흑색종 표적 모이어티 사이에 일정한 거리를 두기 위한 스페이서의 역할을 수행하는 탄화수소 사슬 링커(-[CH2]n-) 또는 폴리에틸렌글리콜(-[C2H4O]n-)이나, 상기 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염의 친수성을 줄이기 위한 소수성 모이어티(예컨대,
Figure pat00065
,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
,
Figure pat00070
,
Figure pat00071
, 및
Figure pat00072
), 체내 안정성 향상을 위한 알부민 결합 모이어티(예컨대,
Figure pat00073
,
Figure pat00074
Figure pat00075
,
Figure pat00076
, 및
Figure pat00077
) 등이 모듈식으로 하나 이상으로 연결된 형태로 부가적인 기능성을 부여할 수 있다.
상기 신규 방사성 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염에 있어서, 상기 결합은 상기 결합은 에스테르 결합, 아마이드 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합, 티오에스테르 결합, 또는 디설파이드 결합일 수 있고, 상기 L2는 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기(-(CH2)n-, n은 1 내지 5의 정수)일 수 있고, 가장 바람직하게는 에틸렌기(-CH2CH2-) 또는 프로필렌기(-CH2CH2CH2-)일 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 화학식 1 또는 2의 화합물 또는 그의 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 흑색종 치료용 조영제가 제공된다.
상기 화학식 1의 화합물은 하기와 같은 반응식에 의해 제조가 될 수 있다:
Figure pat00078
(반응식 1).
아울러 일단 상기 방사선 화합물은 R1은 방사성 동위 할로겐 원소가 아닌 일반 할로겐 원소 상태로 합성된 후, R1을 80mBr, 123I 등의 방사성 동위 할로겐 원소가 포함된 염을 이용한 치환반응을 통해 제조되는 것이 가능하며, 상기 방사성 동위 할로겐 원소 또는 방사성 동위 인을 포함하는 기능기(예컨대, 인산기)를 가지고 있는 화합물과의 반응에 의해 상기 방사성 동위 할로겐 원소 또는 방사성 동위 인 원소를 도입하는 것도 가능하다.
상기 화합물 또는 그의 허용가능한 염의 구체적인 실시태양은 하기와 같다:
(5-((2-(dimethylamino)ethyl)carbamoyl)pyridin-2-yl)carbamic [131I]iodide
Figure pat00079
(화학식 3)
N-(2-(dimethylamino)ethyl)-6-([125I]iodomethyl)nicotinamide
Figure pat00080
(화학식 4)
N-(2-(dimethylamino)ethyl)-5-([125I]iodomethyl)picolinamide
Figure pat00081
(화학식 5)
N-(3-(dimethylamino)propyl)-5-[131I]iodopyridine-2-carboxamide
Figure pat00082
(화학식 6)
(S)-5-(2-amino-3-(4-hydroxy-3-[131I]iodophenyl)propanamido)-N-(2-(dimethylamino)ethyl)picolinamide
Figure pat00083
(화학식 7)
(S)-5-(4-(4-(2-(2-amino-3-(4-hydroxy-3-[125I]iodophenyl)propanamido)ethyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)butanamido)-N-(2-(dimethylamino)ethyl)picolinamide
Figure pat00084
(화학식 8)
(S)-6-(6-(3-(3-(2-amino-3-(4-hydroxy-3-[125I]iodophenyl)propanamido)propyl)-3H-dibenzo[b,f][1,2,3]triazolo[4,5-d]azocin-8(9H)-yl)-6-oxohexanamido)-N-(2-(dimethylamino)ethyl)nicotinamide
Figure pat00085
(화학식 9)
(6-((2-(dimethylamino)ethyl)carbamoyl)pyridin-3-yl)methyl dihydrogen [32P]phosphate)
Figure pat00086
(화학식 10)
4-acetamido-N-(2-(dimethylamino)ethyl)-5-[131I]iodo-2-methoxybenzamide
Figure pat00087
(화학식 11)
177Lu-DOTA-DMP
Figure pat00088
(화학식 12)
177Lu-DOTA-DMPY2
Figure pat00089
(화학식 13)
177Lu-DOTA-NCS-DMP
Figure pat00090
(화학식 14)
177Lu-DOTA-NCS-DMPY2
Figure pat00091
(화학식 15)
177Lu-DOTA-NCS-triazole-PEG-DMP
Figure pat00092
(화학식 16)
177Lu-DOTA-NCS-triazole-PEG-DMPY2
Figure pat00093
(화학식 17)
177Lu-DOTA-NCS-ADIBO-DMP
Figure pat00094
(화학식 18)
177Lu-DOTA-NCS-ADIBO-DMPY2
Figure pat00095
(화학식 19)
177Lu-DOTA-Triazole-DMP
Figure pat00096
(화학식 20)
177Lu-DOTA-Triazole-DMPY2
Figure pat00097
(화학식 21)
177Lu-DOTA-Triazole-PEG-DMP
Figure pat00098
(화학식 22)
177Lu-DOTA-Triazole-PEG-DMPY2
Figure pat00099
(화학식 23)
177Lu-DOTA-ADIBO-DMP
Figure pat00100
(화학식 24)
177Lu-DOTA-ADIBO-DMPY2
Figure pat00101
(화학식 25)
상기 화학식 1내지 24에서, DOTA는 1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid의 약자이고, NCS는 isocyanate를 나타내며, PEG는 polyethylene glycol의 약자이며, DMP는 4-amino-N-(3-(dimethylamino)propyl)benzylamide의 약자이고, DMPY2는 6-amino-N-(3-(dimethylamino)propyl)nicotinamide의 약자이며, ADIBO는 azadibenzocyclooctyne의 약자이다.
한편, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 반응식 2와 같은 제조방법에 의해 우선 킬레이터 결합 화합물을 제조한 후, 여기에 방사성 동위 금속원소를 첨가함으로써 제조가 될 수 있다:
Figure pat00102
(반응식 2).
상기 반응식 1에서 나타난 바와 같이, 모 화합물을 헥사메틸디틴과 반응시켜 할로겐 원자를 트리메틸틴기로 치환한 후, 이를 다시 방사성 동위원소를 포함하는 할로겐 화합물과 반응시켜 제조할 수 있다. 이 때, R1 부분은 방사성 동위원소 부분이고, L1이 상기 방사성 동위원소 부분과 흑색종 표적 모이어티를 연결하는 링커에 해당되고 상기 R1 및 L1을 제외한 오른쪽 구조가 상기 흑색종 표적 모이어티에 해당된다. 마찬가지로 반응식 2에서 나타난 바와 같이, 킬레이터 모이어티가 상기 흑색종 표적 모이어티와 결합됨으로써 제조가 가능한데, 상기 킬레이터 모이어티의 반응기인 이소티오시아네이트(NCS) 또는 숙시니마이드기와 상기 흑색종 표적 모이어티의 아민기가 각각 티오유레아 결합 또는 아마이드 결합에 의해 연결될 수 있는데, 상기 반응기와 결합방식은 예시적인 것으로 상기 반응식 2에 의해 제한되는 것은 아니다.
상기 반응식 1 또는 2에서, 상기 링커 L1은 일반적인 유기합성 외에, 클릭화학(click chemistry)에 의해 아자이드-알킨 환부가(Azide-Alkyne Cycloaddition) 반응, 알킨-니트론 환부가(alkyne-nitrone cycloaddition) 반응, 알킨 및 아자이드 [3+2] 환분가(Alkene and azide [3+2] cycloaddition) 반응, 알킨 및 테트라진 역수요 디엘스-엘더(Alkene and tetrazine inverse-demand Diels-Alder) 반응, 또는 알킨 및 테트라졸 광클릭 반응(Alkene and tetrazole photoclick reaction)에 의해 트리아졸(triazole) 또는 디벤조트리아졸로아조신(dibenzotriazoloazocine)이 형성됨으로써 모듈식으로 상기 킬레이터를 흑색종 표적 모이어티에 부착시키는 링커일 수 있다. 상기 모듈은 상기 방사성 동위원소 부분과 상기 흑색종 표적 모이어티 사이에 일정한 거리를 두기 위한 스페이서의 역할을 수행하는 탄화수소 사슬 링커(-[CH2]n-) 또는 폴리에틸렌글리콜(-[C2H4O]n-)이나, 상기 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염의 친수성을 줄이기 위한 소수성 모이어티(예컨대,
Figure pat00103
,
Figure pat00104
,
Figure pat00105
,
Figure pat00106
,
Figure pat00107
,
Figure pat00108
,
Figure pat00109
, 및
Figure pat00110
), 체내 안정성 향상을 위한 알부민 결합 모이어티(예컨대,
Figure pat00111
,
Figure pat00112
Figure pat00113
,
Figure pat00114
, 및
Figure pat00115
) 등이 모듈식으로 하나 이상으로 연결된 형태로 부가적인 기능성을 부여할 수 있다.
상기 반응식 2에 도시된 킬레이터는 예시적인 것으로서, 상술한 다양한 킬레이터들이 사용될 수 있다.
상기 "허용가능한 염"은 무기산 또는 유기산을 이용한 염이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 메톡시, 아세톡시, 트리플루오로아세톡시 음이온 등과 같은 지방족을 이용한 염, 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 방향족 또는 아릴지방족 카르복실산염, 질산염, 황산염, 인산염, 설폰산염, 메실산염, 베실산염, 토실산염 등의 염일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 허용 가능한 염은 F-, Cl-, Br-, 또는 I-를 이용한 염들도 포함된다. 그러나 이들로 본 발명의 허용 가능한 염이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 흑색종 치료용 약학적 조성물이 제공된다.
실제 사용에 있어서, 본 발명의 일실시예에 따른 약학저 조성물은 통상적인 약제학적 조제 기술에 따른 약학적으로 허용되는 담체와 조합될 수 있다. 상기 담체는, 예를 들어 경구 또는 (정맥내 투여를 비롯한) 비경구 투여에 바람직한 제조에 따라 광범위하게 다양한 형태를 지닐 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 약학적 조성물은 0.1 mg/kg 내지 1 g/kg의 용량으로 투여될 수 있으며, 더 바람직하게는 0.1 mg/kg 내지 500 mg/kg의 투여량으로 투여된다. 한편, 상기 투여량은 일간 또는 연간 허용되는 방사능 피폭양의 범위 내에서 환자의 나이, 성별 및 상태에 따라 적절히 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약학적 조성물은 학학적으로 허용되는 담체를 비롯한 불활성 성분을 추가로 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "학학적으로 허용된 담체"란 조성물, 구체적으로 의약 조성물의 활성 물질을 제외한 성분을 지칭하는 용어이다. 제약상 허용되는 담체의 예로는 결합제, 붕해제, 희석제, 충진제, 활택제, 가용화제 또는 유화제 및 염이 포함된다.
상기 신규 조영제는 비경구 투여로 상기 개체에 투여될 수 있으며, 상기 비경구 투여는 정맥내 투여(intravenous injection), 복강내 투여(intraperitoneal injection), 근육내 투여(intramuscular injection), 또는 피하 투여(subcutaneous injection)일 수 있으나, 정맥내 투여가 가장 바람직하다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1: 전구체의 제조
1-1: DOTA-DMP의 제조
Figure pat00116
(화학식 26)
4-아미노벤조산 5 g과 N,N,N',N'-tetramethyl-O-(N-succinimidyl)uronium tetrafluoroborate(TSTU) 0.987 g을 N,N-Dimehtylformamdie(DMF)에 녹이고 N,N-diisopropylethylamine(DIPEA) 1.72 mL을 첨가한 후 환류장치를 이용하여 60 ℃에서 3시간 동안 교반하였다. 3시간 교반 후 N,N-dimethylethylenediamine(DMEDA) 0.612 ㎖을 첨가한 후 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 60 ㎖의 CH2Cl2와 130 ㎖의 H2O를 이용하여 생성물을 CH2Cl2으로 추출하고 MgSO4로 CH2Cl2 층의 수분을 제거하고 필터링하였다. 필터한 여액을 증발 건조한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 생성물인 4-amino-N-(2-(dimethylamino)ethyl)benzamide를 분리ㅇ정제하였다.
이어 상기에서 제조된 4-amino-N-(2-(dimethylamino)ethyl)benzamide 0.08 g과 DOTA-NHS ester 0.229 g을 CHCl3에 녹이고 트리에틸아민을 이용하여 pH 9 ~ 10으로 맞춰준 후 24 시간 동안 실온에서 교반하였다. 감압 증류하여 용매를 제거한 뒤, 준-정제 컬럼(semi-preparative column)을 이용하여 상기 화학식 26의 구조를 갖는 2,2',2"-(10-(2-(4-(2-(dimethylamino)ethylcarbamoyl)phenylamino)-2-oxo- ethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetic acid를 분리하였고, 이를 DOTA-DMP로 명명하였다. 상기 DOTA-DMP의 NMR 데이터는 하기와 같다:
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.92 (s, 6H), 3.13 (br, 16 H), 3.33 (t, 2H), 3.74 (t, 2H), 3.87 (br, 8H), 6.69 (d, 2H), 7.66 (d, 2H).
1-2: DOTA-DMPY2의 제조
Figure pat00117
(화학식 27)
5-아미노피리딘-2-카르복시산 0.6 g과 TSTU 1.308 g을 DMF에 용해시키고 DIPEA 2.41 ㎖을 첨가한 후 환류장치를 이용하여 60℃에서 3시간 동안 교반하였다. 3시간 교반 후 DMEDA 0.808 ㎖을 첨가한 후 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 80 ㎖의 CH2Cl2와 130 ㎖의 H2O를 이용하여 생성물을 CH2Cl2으로 추출하고 MgSO4로 CH2Cl2 층의 수분을 제거하고 필터링하였다. 필터한 여액을 증발 건조한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 5-amino-N-(2-(dimethylamino)ethyl)picolinamide(NH2- DMPY2)를 분리ㅇ정제하였다.
이어 상기에서 제조된 NH2-DMPY2 0.07 g과 DOTA-NHS ester 0.2 g을 CHCl3에 용해시키고 트리에틸아민을 이용하여 pH 9 ~ 10으로 맞춰준 후 24 시간 동안 실온에서 교반하였다. 그런다음 감압 증류하여 용매를 제거한 뒤, 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 27의 구조를 갖는 2,2',2"-(10-(2-((6-((2-(dimethylamino) ethyl)carbamoyl)pyridin-3-yl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclo- dodecane-1,4,7-triyl)triacetic acid를 분리하였고 이를 DOTA-DMPY2로 명명하였다. 상기 DOTA-DMPY2의 1H-NMR 분석결과는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.99 (s, 6H), 3.16 (br, 16 H), 3.41 (t, 2H), 3.77 (t, 2H), 3.85 (br, 8H), 7.93 (d, 1H), 8.35 (m, 1H), 8.88 (d, 1H).
1-3: DOTA-NCS-DMP의 제조
Figure pat00118
(화학식 28)
상기 실시예 1-1에서 제조된 NH2-DMFB 0.08 g과 2-(4-isothiocyanatobenzyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid(p-SCN-Bn-DOTA) 0.208 g을 CHCl3에 용해시키고 트리에틸아민을 이용하여 pH 9 ~ 10 으로 맞춰준 후 24시간 동안 실온에서 교반하였다. 감압 증류하여 용매를 제거한 뒤, 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 28의 구조를 갖는 2,2',2",2'"-(2-(4-(3-(4-((2-(dimethylamino)ethyl)carbamoyl)phenyl)thioureido)benzyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrayl)tetraacetic acid를 분리하였으며, 이를 DOTA-NCS-DMP로 명명하였다. 상기 DOTA-NCS-DMP의 1H-NMR 데이터는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.92 (s, 6H), 3.13 (br, 16 H), 3.33 (t, 2H), 3.74 (t, 2H), 3.87 (br, 8H), 6.43 (d, 2H), 6.69 (d, 2H), 6.86 (d, 2H), 7.66 (d, 2H).
1-4: DOTA-NCS-DMPY2의 제조
Figure pat00119
(화학식 29)
상기 실시예 1-2에서 제조된 NH2-DMPY2 0.07 g과 p-SCN-Bn-DOTA 0.181 g을 CHCl3에 녹이고 트리에틸아민을 이용하여 pH 9 ~ 10으로 맞춰준 후 24 시간 동안 실온에서 교반하였다. 감압 증류하여 용매를 제거한 뒤, 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 29의 구조를 갖는 2,2',2",2"'-(2-(4-(3-(6-((2-(dimethyl amino)ethyl) carbamoyl)pyridin-3-yl)thioureido)benzyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane- 1,4,7,10-tetrayl)tetraacetic acid를 분리하였고, 이를 DOTA-NCS-DMPY2로 명명하였다. 상기 DOTA-NCS-DMPY2의 1H-NMR 데이터는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.99 (s, 6H), 3.16 (br, 16 H), 3.41 (t, 2H), 3.77 (t, 2H), 3.85 (br, 8H), 6.42 (d, 2H), 6.87 (d, 2H), 7.93 (d, 1H), 8.35 (m, 1H), 8.88 (d, 1H).
실시예 2: 기준물질의 제조
2-1: Lu-DOTA-DMP의 제조
Figure pat00120
(화학식 30)
상기 실시예 1-1에서 제조된 DOTA-DMP 5 mg과 LuCl3 5 mg을 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 용해시키고 95℃에서 1시간 동안 교반하였다. 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 30의 구조를 갖는 Lu-DOTA-DMP를 분리하였다. 상기 Lu-DOTA-DMP의 1H-NMR 데이터는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.94 (s, 6H), 3.12 (br, 16 H), 3.34 (t, 2H), 3.72 (t, 2H), 3.85 (br, 8H), 6.68 (d, 2H), 7.65 (d, 2H).
2-2: Lu-DOTA-DMPY2의 제조
Figure pat00121
(화학식 31)
상기 실시예 1-2에서 제조된 DOTA-DMPY2 7 mg과 LuCl3 7 mg을 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 녹이고 95℃에서 1시간 동안 교반하였다. 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 31의 구조를 갖는 Lu-DOTA-DMPY2를 분리하였다. 상기 Lu-DOTA-DMPY2의 1H-NMR 데이터는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.98 (s, 6H), 3.14 (br, 16 H), 3.38 (t, 2H), 3.79 (t, 2H), 3.88 (br, 8H), 7.91 (d, 1H), 8.38 (m, 1H), 8.90 (d, 1H).
2-3: Lu-DOTA-NCS-DMP의 제조
Figure pat00122
(화학식 32)
상기 실시예 1-3에서 제조된 DOTA-NCS-DMP 5 mg과 LuCl3 4 mg을 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 녹이고 95℃에서 1시간 동안 교반하였다. 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 32의 구조를 갖는 Lu-DOTA-NCS-DMP를 분리하였다. 상기 Lu-DOTA-NCS-DMP의 1H-NMR 데이터는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.94 (s, 6H), 3.12 (br, 16 H), 3.34 (t, 2H), 3.72 (t, 2H), 3.85 (br, 8H), 6.45 (d, 2H), 6.68 (d, 2H), 6.85 (d, 2H), 7.65 (d, 2H).
2-4: Lu-DOTA-NCS-DMPY2의 제조
Figure pat00123
(화학식 33)
상기 실시예 1-4에서 제조된 DOTA-NCS-DMPY2 7 mg과 LuCl3 6 mg을 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 녹이고 95℃에서 1시간 동안 교반하였다. 준-정제 컬럼을 이용하여 상기 화학식 33의 구조를 갖는 Lu-DOTA-NCS-DMPY2를 분리하였다. 상기 Lu-DOTA-NCS-DMPY2의 1H-NMR 데이터는 하기와 같다.
1H-NMR (300 MHz, D2O): 2.98 (s, 6H), 3.14 (br, 16 H), 3.38 (t, 2H), 3.79 (t, 2H), 3.88 (br, 8H), 6.43 (d, 2H), 6.89 (d, 2H), 7.91 (d, 1H), 8.38 (m, 1H), 8.90 (d, 1H).
실시예 3: 방사성 화합물을 제조의 제조
3-1: 177 Lu-DOTA-DMP의 제조
Figure pat00124
(화학식 12)
상기 실시예 1-1에서 제조된 DOTA-DMP 30 μg과 177LuCl3(20 mCi)를 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 용해시킨 후 90℃에서 1 시간 동안 반응을 보내주어 상기 화학식 12의 구조를 갖는 177Lu-DOTA-DMP를 합성하였다. 반응 혼합물을 실온에서 냉각시킨 후 준-정제 컬럼을 이용하여 분리 정제하였다.
3-2: 177 Lu-DOTA-DMPY2의 제조
Figure pat00125
(화학식 13)
상기 실시예 1-2에서 제조된 DOTA-DMPY2 30 μg과 177LuCl3(30 mCi)를 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 용해시킨 후 90℃에서 1 시간 동안 반응을 보내주어 상기 화학식 13의 구조를 갖는 177Lu-DOTA-DMPY2를 합성하였다. 반응 혼합물을 실온에서 식힌 후 준-정제 컬럼을 이용하여 분리 정제하였다.
상기와 같이 방사성 동위원소 루테늄 177Lu로 표지된 177Lu-DOTA-DMPY2를 구연산 수용액을 전개용매로 한 방사선 박막 크로마토그래피(radio thin layer chromatography)으로 분리하여 표지수율 및 방사화학적 순도를 분석한 결과, 도 1에서 확인되는 바와 같이, 전개거리 20-40 mm사이에 나오는 피크는 본 발명의 일 실시예에 의해 합성된 177Lu-DOTA-DMPY2를 나타내고, 전개거리 85-95 mm사이에 나오는 피크가 표지가 되지 않은 유리 177Lu의 피크로서, 피크의 면적을 계산한 결과, 상기에서 합성된 177Lu-DOTA-DMPY2의 방사화학적 순도가 >98% 이상임을 확인할 수 있었다.
3-4: 177 L-DOTA-NCS-DMP의 제조
Figure pat00126
(화학식 14)
상기 실시예 1-3에서 제조된 DOTA-NCS-DMP 30 μg과 177LuCl3(25 mCi)를 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 녹인 후 90℃에서 1 시간 동안 반응을 보내주어 상기 화학식 14의 구조를 갖는 177Lu-DOTA-NCS-DMP를 합성하였다. 반응 혼합물을 실온에서 식힌 후 준-정제 컬럼)을 이용하여 분리 정제하였다.
3-4: 177 Lu-DOTA-NCS-DMPY2의 제조
Figure pat00127
(화학식 15)
상기 실시예 2-1-2에서 제조된 DOTA-NCS-DMPY2 30 μg과 177LuCl3(23 mCi)를 0.2 M 초산나트륨 완충용액에 녹인 후 90℃에서 1 시간 동안 반응을 보내주어 상기 화학식 15의 구조를 갖는 177Lu-DOTA-NCS-DMPY2를 합성하였다. 반응 혼합물을 실온에서 식힌 후 준-정제 컬럼을 이용하여 분리 정제하였다.
실험예 1: in vivo 항암 활성 분석
본 발명자들은 상기 실시예 3-1에서 제조된 흑색종 마우스 모델에 정맥투여하고, 시간의 경과에 따른 종양의 부피와 체중의 변화를 측정하였다.
구체적으로, 웅성 BALB/c nu/nu 마우스(6 주령)를 이용하였고, 전남대학교 의과대학 화순병원의 시설에서 유지하였다. 본 연구 프로토콜은 전남대학교 의과대학 기관 동물관리 및 사용위원회(IACUC)의 승인을 받았다.
상기 웅성 BALB/c nu/nu 마우스의 우측 어깨부위에 마우스 흑색종 세포주인 B16F10 세포주 1x106 세포를 접종하였다. 종양 부피가 100 내지 150 mm3 정도로 자라 안정화된 후, 시험동물에 상기 실시예 3-2에서 합성된 177Lu-DOTA-DMPY2를 방사선 선량 90 MBq 또는 120 MBq에 맞추어 정맥주사하였고, 대조군으로는 인산완충용액(PBS)만 투여하였다. 종양 체적(mm3) 및 동물의 체중을 약물 투여 후 3일 간격으로 21일째까지 기록하였으며, 종양 체적은 종양조직의 폭과 길이를 측정한 후 하기 계산식을 이용하여 계산되었다:
종양 체적(mm3)=(폭)2x(길이)x0.5
상기 방사성 약물은 치료시작시 1회만 투여하였다.
실험이 종료된 후, 실험동물을 희생시킨 후 종양을 절개하고 무게를 측정하였다.
그 결과, 도 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 177Lu-DOTA-DMPY2를 투여한 실험동물은 종양의 크기가 현저하게 줄어들었으며, 특히 방사선량을 두 배로 늘린 경우 종양의 거의 성장하지 않는 결과를 확인할 수 있었다.
아울러, 상기 시험약물의 부작용 여부를 확인하기 위해, 시험동물의 체중의 변화를 측정한 결과, 도 3에서 나타난 바와 같이, 본원발명의 일 실시예에 따른 177Lu-DOTA-NCS-DMP 투여동물의 경우 체중은 대조군과 큰 차이가 나지 않음을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 화합물은 흑색종의 치료에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예 및 실험예를 통해 보다 상세히 설명되었다. 그러나 상기 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 완전히 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 보호범위가 상기 실시예 및 실험예로 제한되지 않음은 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술을 가진자에게 자명하다고 할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 보호범위는 후술할 특허청구범위에 기재된 바에 정해진다.

Claims (4)

  1. 하기 화학식 1 또는 2의 구조를 갖는 신규 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염:
    Figure pat00128
    (화학식 1)
    Figure pat00129
    (화학식 2)
    (상기 화학식에서 X1 및 X2는 각각 독립적으로 탄소 또는 질소로서 적어도 둘 중 하나는 질소이고, L1은 없거나 결합 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환 알킬렌, 탄소수 6 내지 14의 치환 또는 비치환 알릴렌, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환 헤테로알킬렌, 탄소수 2 내지 50의 (폴리)알킬렌 글리콜,
    Figure pat00130
    ,
    Figure pat00131
    ,
    Figure pat00132
    ,
    Figure pat00133
    ,
    Figure pat00134
    ,
    Figure pat00135
    ,
    Figure pat00136
    ,
    Figure pat00137
    ,
    Figure pat00138
    ,
    Figure pat00139
    ,
    Figure pat00140
    ,
    Figure pat00141
    ,
    Figure pat00142
    ,
    Figure pat00143
    ,
    Figure pat00144
    ,
    Figure pat00145
    ,
    Figure pat00146
    ,
    Figure pat00147
    ,
    Figure pat00148
    ,
    Figure pat00149
    ,
    Figure pat00150
    ,
    Figure pat00151
    ,
    Figure pat00152
    ,
    Figure pat00153
    ,
    Figure pat00154
    ,
    Figure pat00155
    ,
    Figure pat00156
    ,
    Figure pat00157
    ,
    Figure pat00158
    , 및
    Figure pat00159
    로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 링커이며, L2는 결합 또는 탄소수 1 내지 5의 치환 또는 비치환 알킬렌기이고, R1은 80mBr, 123I, 124I, 125I, 131I, 및 32P로 구성되는 군으로부터 선택되는 방사성 동위원소 또는 상기 방사성 동위원소를 포함하는 작용기이고, L은 DOTA(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris(t-bu)DOTA, HBED-CC-TFP ester, DTPA(Diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA(1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid), NODAGA(1,4,7-Triazacyclononane,1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A(1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11-diacetic acid), PCTA(3,6,9,15-tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9,-triacetic acid), 사이클렌(Cyclen), 사이클람(cyclam) 또는 DFO(Deferrioxamine)로 구성되는 군으로부터 선택되는 킬레이터이며, M은 64Cu, 67Cu, 90Cu, 68Ga, 99mTc, 85Sr, 89Sr, 86Y, 90Y, 99mTc, 111In, 114mIn, 149Tb, 152Tb, 153Sm, 165Dy, 166Ho, 169Er, 177Lu, 186Re, 188Re, 198Au, 211At, 212Pb, 223Ra, 224Ra, 225Ac 및 255Fm로 구성되는 군으로부터 선택되는 방사성 금속이며, R2 내지 R3는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 아세트아마이드기 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이고, X는 할로겐 원자이며, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 아세트아마이드기, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결합은 에스테르 결합, 아마이드 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합, 티오에스테르 결합, 또는 디설파이드 결합인, 신규 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염.
  3. 제1항에 있어서,
    (5-((2-(dimethylamino)ethyl)carbamoyl)pyridin-2-yl)carbamic [131I]iodide
    Figure pat00160
    (화학식 3)

    N-(2-(dimethylamino)ethyl)-6-([125I]iodomethyl)nicotinamide
    Figure pat00161
    (화학식 4)

    N-(2-(dimethylamino)ethyl)-5-([125I]iodomethyl)picolinamide
    Figure pat00162
    (화학식 5)

    N-(3-(dimethylamino)propyl)-5-[131I]iodopyridine-2-carboxamide
    Figure pat00163
    (화학식 6)

    (S)-5-(2-amino-3-(4-hydroxy-3-[131I]iodophenyl)propanamido)-N-(2-(dimethylamino)ethyl)picolinamide
    Figure pat00164
    (화학식 7)

    (S)-5-(4-(4-(2-(2-amino-3-(4-hydroxy-3-[125I]iodophenyl)propanamido)ethyl)-1H-1,2,3-triazol-1-yl)butanamido)-N-(2-(dimethylamino)ethyl)picolinamide
    Figure pat00165

    (화학식 8)

    (S)-6-(6-(3-(3-(2-amino-3-(4-hydroxy-3-[125I]iodophenyl)propanamido)propyl)-3H-dibenzo[b,f][1,2,3]triazolo[4,5-d]azocin-8(9H)-yl)-6-oxohexanamido)-N-(2-(dimethylamino)ethyl)nicotinamide
    Figure pat00166

    (화학식 9)

    (6-((2-(dimethylamino)ethyl)carbamoyl)pyridin-3-yl)methyl dihydrogen [32P]phosphate)
    Figure pat00167
    (화학식 10)

    4-acetamido-N-(2-(dimethylamino)ethyl)-5-[131I]iodo-2-methoxybenzamide
    Figure pat00168
    (화학식 11)

    177Lu-DOTA-DMP
    Figure pat00169
    (화학식 12)

    177Lu-DOTA-DMPY2
    Figure pat00170
    (화학식 13)

    177Lu-DOTA-NCS-DMP
    Figure pat00171
    (화학식 14)

    177Lu-DOTA-NCS-DMPY2
    Figure pat00172
    (화학식 15)

    177Lu-DOTA-NCS-triazole-PEG-DMP
    Figure pat00173
    (화학식 16)

    177Lu-DOTA-NCS-triazole-PEG-DMPY2
    Figure pat00174
    (화학식 17)

    177Lu-DOTA-NCS-ADIBO-DMP
    Figure pat00175
    (화학식 18)

    177Lu-DOTA-NCS-ADIBO-DMPY2
    Figure pat00176
    (화학식 19)

    177Lu-DOTA-Triazole-DMP
    Figure pat00177
    (화학식 20)

    177Lu-DOTA-Triazole-DMPY2
    Figure pat00178
    (화학식 21)

    177Lu-DOTA-Triazole-PEG-DMP
    Figure pat00179
    (화학식 22)

    177Lu-DOTA-Triazole-PEG-DMPY2
    Figure pat00180
    (화학식 23)

    177Lu-DOTA-ADIBO-DMP
    Figure pat00181
    (화학식 24)

    177Lu-DOTA-ADIBO-DMPY2
    Figure pat00182
    (화학식 25)로 구성되는 군으로부터 선택되는, 방사성 화합물 또는 그의 허용가능한 염.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방사성 화합물 또는 그이 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 흑색종 치료용 약학적 조성물.
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