KR20200009091A - 신규 psma-결합제 및 이의 용도 - Google Patents

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KR20200009091A
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마르티나 베네소바
크리스티나 뮬러
크리스토프 움브리히트
로저 쉬브리
콘스탄틴 제르노세코브
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아이티엠 이소토펜 테크놀로지엔 뮌헨 아게
폴 슈레 앙스띠뛰
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Abstract

본 발명은 방사성 의약품, 영상화제 및 암의 치료에 유용한 신규 화합물을 제공한다.

Description

신규 PSMA-결합제 및 이의 용도
본 발명은 적합한 링커 및 스페이서를 통해 연결된 킬레이트제, PSMA-결합 독립체(entity) 및 알부민-결합 독립체를 포함하는 새로운 화합물 및 방사성 표지된 복합체에 관한 것으로, 이는 진단 및/또는 치료적 방사성 의약품으로 사용하기 위한 용도로 구상된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 화합물 및 복합체는 PSMA-발현 표적 세포 및 조직을 검출하고 암을 치료 및 진단하기 위한(테라그노스틱(theragnostic)) 추적자, 영상화제 및 치료제로서 제공된다.
전립선 암(PCa)은 미국과 유럽 인구의 주요 암이다. 서반구의 최소 1-2 백만명의 남성이 전립선 암으로 고통 받고 있으며 이 질병은 55세 내지 85세의 남성 6명 중 1명에서 발병될 것으로 추정된다. 미국 암 협회에 따르면, 약 161,000개의 새로운 전립선 암 사례가 매년 미국에서 진단된다. 4기 전이성 전립선 암 환자의 5년 생존율은 약 29%에 불과하다.
전이성 PCa가 호르몬-내화성이 되면, 임상적 성공률이 다소 낮은 몇가지의 치료법만이 남게된다. 현재의 의료 지침에 따르면, 도세탁셀을 이용한 항유사분열(antimitotic) 화학 요법이 일반적으로 권장된다. 그러나 치료는 종종 심각한 부작용과 관련되며 생존율은 미미하게 향상된다. 따라서 재발 가능성에 대한 조기 진단 및 면밀한 모니터링이 중요하다. 전립선 암 진단은 선(gland)의 조직병리학적 또는 세포학적 표본 검사를 기반으로 한다. 진행성 또는 재발성 전립선 암의 치료적 모니터링을 위한 기존의 영상 기술은 컴퓨터 단층 촬영(CT), 자기 공명(MR) 영상 및 초음파를 포함하지만, 종종 질병의 효과적인 모니터링 및 관리에 불충분하다. 결과적으로, PCa의 조기 진단 및 치료를 위해 보다 효과적인 도구에 대한 높은 임상적 요구가 존재한다.
종양 세포는 돌연변이로 인해 변형된 구조를 나타내는 독특한 단백질을 발현할 수 있거나, 또는 비-악성 세포에서 일반적으로 매우 소량으로 생성되는 정상(즉, 비-돌연변이) 단백질을 과발현할 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 종양 항원은 이들의 발현 패턴에 기초하여 크게 두 가지 범주로 분류될 수 있다: 종양 세포에만 존재하고 비-악성 세포에는 존재하지 않는 종양 특이적 항원(TSA) 및 일부 종양 세포 및 비-악성 세포에도 존재하는 종양 관련 항원(TAA). TSA는 통상적으로 비정상적인 단백질 생성을 초래하는 원종양유전자(proto-oncogenes) 및 종양 억제제의 돌연변이의 결과로 나타나는 반면, TAA 발현은 일반적으로 종양 형성과 관련이 없는 다른 유전자의 돌연변이에 의해 야기된다.
종양 세포 표면에서 이러한 단백질의 발현은 이러한 종양 마커를 검출함으로써 질병을 진단하고 특성을 분석할 기회를 제공한다. 가시성 표지를 가지고 이러한 종양 마커를 구체적으로 인식하는 단백질성 결합제 또는 소분자 약물은 통상적으로 비-침습적 조건 하에서 암을 진단하고 영상화하는데 사용된다.
유망한 저-분자량 영상화제의 새로운 시리즈는 전립선-특이적 막 항원(PSMA)을 표적으로 한다. 엽산 가수분해효소 I(FOLH1)로도 알려진 PSMA는 막-관통, 750개 아미노산 2형(타입 II) 당단백질이다. PSMA 유전자는 염색체 11의 짧은 팔에 위치하고 있으며 엽산 가수분해효소 및 뉴로펩티다제로서 기능한다. 이는 "뇌 PSMA"로 지칭되는 글루타메이트 카르복시펩티다제 II(GCPII)와 동등한 뉴로펩티다제 기능을 가지며, N-아세틸-아스파르틸-글루타메이트(NAAG)를 N-아세틸아스파르테이트(NAA) 및 글루타메이트로 절단함으로써 글루타메이트성 전이를 조절할 수 있다 (Nan, F.; et al. J Med Chem 2000, 43, 772-774). DF
PSMA는 (i) 주로 전립선에 제한되어 있으며(방광, 췌장, 폐 및 신장 암을 포함한 수많은 다른 고형 종양의 신생 혈관(neovasculature)에서 소량으로도 검출되지만, 정상적인 혈관에서는 검출되지 않음), (ii) 전립선 암의 모든 단계에서 단백질로 풍부하게 발현되며(암 세포 당 최대 106개 PSMA 분자의 양으로), (iii) 세포 표면에 존재하지만 순환으로 흐르지 않고, (iv) 효소 또는 신호 전달 활성과 관련된다. 또한, PSMA 발현은 미분화된, 안드로겐-민감성 또는 전이성 암에서 추가로 상향 조절되고, 상기 발현은 일반적으로 질병 진행과 상관 관계가 있다.
PSMA의 독특한 발현은 전립선 암 (및 다른 몇가지 암)의 중요한 마커가 된다. 또한, PSMA는 영상화제에 대한 큰 세포외 표적을 나타낸다. PSMA는 리간드 결합 후에 내재화(internalized)되므로, 표적 방사성 핵종 요법(입자 방출 방사성 핵종 사용)뿐만 아니라, 면역 독소의 종양 세포-특이적 전달, 면역 세포의 재표적화, 전구약물 활성화, PSMA 백신 및 플라스미드 백신 및 아데노바이러스 면역을 포함하는 다른 치료 전략의 훌륭한 표적이다. 건강한 조직에서 발현 수준이 낮기 때문에, PSMA는 부작용을 최소화하면서 고용량 요법의 가능성을 추가로 갖는다.
종래에, 치료적 또는 진단적 모이어티(moieties)를 갖는 몇몇 PSMA-표적화제가 개발되었다. PROSTASCINT®로 알려진 항-PSMA 단일클론 항체(mAb) 7E11의 FDA 승인 방사성-면역 컨쥬게이트는 전립선 암 전이 및 재발을 진단하는 데 사용되었다. 이러한 방사성 의약품의 성공은 이러한 항체가 PSMA의 세포 내 도메인에 결합하여 죽은 세포만을 표적으로 할 수 있다는 사실 때문에 제한된다. 게다가, 영상화제로서 단일클론 항체 및 항체 단편의 사용은 종종 느린 신장 청소(renal clearance), 이종 분포(heterogenous distribution), 열악한 종양 침투 및 면역원성 잠재력으로 인해 제한된다. 이들 문제를 극복하기 위하여, PSMA의 세포외 도메인에 결합할 수 있는 다양한 소분자 PSMA 표적화제가 방사성 표지된 N-[N-[(S)-1,3-디카르복시프로필]카바모일]-S-[11C]메틸-l-시스테인(DCFBC) 및 몇몇 요소-기반 펩티도미메틱(peptidomimetic) PSMA-억제자 (Bouchelouche et al. Discov Med. 2010 Jan; 9(44): 55-61 참조)를 포함하며, MIP-1095 (Hillier et al. Cancer Res. 2009 Sep 1;69(17):6932-40), 현재 임상 평가중인 PSMA 리간드, 및 몸 전체에 퍼져 혈액으로부터 빠르게 제거되는 Benesova et al에 의해 개발된 DOTA-컨쥬게이티드 PSMA-억제자 PSMA-617 (JNM 2015, 56: 914-920 및 EP　2862　857　A1) (J Nucl Med. 2015;56(11):1697-705)를 포함하는 PET/CT 및 SPECT/CT 영상화를 위해 개발되었다. 그러나, 신속하고 체계적인 접근은 종양 표적화 및 침투를 유리하게 촉진하지만, 현재 이용 가능한 PSMA-표적화제는 표적을 발현하는 정상 조직에서 비특이적 "표적 외(off-target)" 상호 작용을 매개하고 배설 기관(신장과 같은)에서의 방사성 의약품의 축적 위험을 갖는다. 이에 의해, 비-종양 조직은 방사선 투여량에 노출되어 궁극적으로는 돌이킬 수 없는 조직 손상을 초래할 수 있다. 상이하게 방사성 표지된 소분자 PSMA-표적화제(PSMA-617 포함)는 환자의 눈물샘과 침샘에 축적되며 특히 알파 방출 방사성 핵종과 함께 사용되는 경우 선 조직에 손상을 줄 수 있음이 입증되었다(Zechmann et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2014;41(7):1280-92 및 Kratochwil et al. J Nucl Med. 2017 Apr 13. pii: jnumed.117.191395. doi: 10.2967/jnumed.117.191395 [Epub]). 이 문제에 대한 한 가지 가능한 해결책은 PSMA에 대한 친화도가 높은 PSMA 결합제를 사용하는 것을 포함한다 (Kratochwil et al. J Nucl Med. 2015; 293-298 및 Chatalic et al. Theragnostics. 2016; 6 : 849-861) .
최근, Kelly et al. (J Nucl Med. 2017 pii: jnumed.116.188722. doi: 10.2967/jnumed.116.188722. [Epub ahead of print])은 PSMA 및 인간 혈청 알부민 (HSA) 모두에 대해 친화성을 나타내는 제제를 평가했다. Kelly et al.이 개발한 리간드는 HAS 결합을 위한 p-(요오도페닐)부티르산 독립체(entity) 및 요소 기반 PSMA 결합 독립체를 포함한다. Kelly et al에 의해 개발된 화합물에서, 방사선 요법 요오드(131I)는 HSA 결합 모이어 티에 공유적으로 부착되며, 이는 하이드로카빌(hydrocarbyl) 사슬을 통해 PSMA 결합 독립체에 직접 연결된다. 그러나, 평가된 화합물은 적용된 방사성 핵종의 관점에서 상당히 제한되며, 이는 요오드로 제한된다. 또한, 평가된 화합물에 대해 표적 세포에서 개선된 내재화/흡수가 입증되지 않았다.
또 다른 접근법은 Choy et al. Theranostics 2017; 7 (7) : 1928-1939, 알부민-결합 독립체를 갖는 177Lu-표지된 포스포르아미데이트-기반 PSMA 억제제를 평가하였다. 177Lu 방사성 핵종을 복합체화하는 DOTA 킬레이터는 비가역적 PSMA 억제제 CTT1298에 에테르 연결되었다(EP 2970345 A1). 그러나, 포스포라미데이트-기반 PSMA 결합 모티브는 특히 고온 (확장된 산성 조건 하의 고온은 포스포라미데이트 P-N 결합의 가수 분해로 이어짐)에서 열악한 안정성을 나타내며, 이는 DOTA와 같은 킬레이터를 통한 조정 방사성 표지화 반응에 필요하다. 따라서 직접 방사성 표지화 반응을 적용할 수 없으며 다단계 사전 표지 접근법을 사용해야 한다. 따라서, 전구체로서 177Lu-DOTA-아지드가 제조되어야 한다; 이어서, 전구체는 디벤조사이클로옥틴-유도된 PSMA 모티브에 커플 링되어야 한다. 마지막으로, 커플링된 화합물의 정교한 HPLC 정제가 수행되어야 한다; HPLC 용리액의 증발 (N2 조건 하)에 의한 개질 및 생리학적 매질에 용해시키는 것이 필요하다. 이러한 절차는 높은 활동이 생산되는 임상 적용에는 불가능하다. 전임상 생체 분포 데이터는 방사성 표지제의 성능이 특히 종양 대 신장 비율에 관해 좋지 않은 성능을 보여주며, 이는 상기 1보다 훨씬 낮지 않음을 설명한다.
수년에 걸친 발전에도 불구하고, 전립선 암의 진단 및 관리는 여전히 어려운 과제이다. PCa 종양 세포를 고도로 선택적으로 표적화할 수 있고, 신속하고 비-침습적인 종양 시각화 및 치료를 위해 유리한 약동학적 특성을 나타내는 새로운 진단 또는 영상화제가 PCa의 조기 검출 및 치료를 가능하게 하기 위해 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하고 본 기술분야에의 필요성을 따르는 것이다.
상기 목적은 본 명세서에 개시된 주제에 의해, 보다 구체적으로 청구범위에 의해 설정된 것에 의해 해결된다.
일반적 코멘트(General comments)
본 발명이 이하에서 상세하게 설명되지만, 본 발명은 여기에 기술된 특정한 방법론, 프로토콜 및 시약에 제한되지 않으며 이들은 다양할 수 있는 것으로 이해된다. 본 명세서에서 사용된 용어는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아닌 것으로 이해된다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다.
이하에서, 본 발명의 요소가 설명될 것이다. 이들 요소는 특정한 실시예와 함께 나열되지만, 추가적인 실시예를 생성하기 위해 임의의 방식 및 임의의 수로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 다양하게 설명된 실시예 및 바람직한 실시예는 본 발명을 명시적으로 설명된 실시예로만 제한하도록 해석되어서는 안된다. 이러한 설명은 명시적으로 설명된 실시예들을 임의의 수의 개시된 및/또는 바람직한 요소들과 조합하는 실시예들을 뒷받침하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 출원에서 설명된 모든 요소들의 임의의 순열 및 조합은 문맥상 달리 나타내지 않는 한 본 발명의 설명에 의해 개시된 것으로 간주되어야 한다.
문맥상 달리 요구하지 않는 한, 본 명세서 및 하기 청구범위에 걸쳐, "포함하다(comprise)" 및 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 변형은 언급된 멤버, 정수 또는 단계를 포함하지만, 임의의 다른 언급되지 않은 멤버, 정수 또는 단계를 제외하지 않는 것으로 이해될 것이다. "구성되는(consist of)"이라는 용어는 "포함하는"이라는 용어의 특정 실시예이며, 임의의 다른 언급되지 않은 멤버, 정수 또는 단계는 배제된다. 본 발명의 맥락에서, "포함하다"라는 용어는 "구성되는"이라는 용어를 포함한다. "포함하는(comprising)"이라는 용어는 따라서 "포함하는(including)"뿐만 아니라 "구성되는(consisting)"을 포함하며, 예를 들어 X를 "포함하는" 조성물은 X로만 구성되거나 또는 예를 들어 X+Y와 같은 추가의 것을 포함할 수 있다.
본 발명을 설명하는 맥락에서 (특히 청구범위와 관련하여) 사용된 용어 "a" 및 "an" 및 "the" 및 유사한 참조(reference)는 본 명세서에서 달리 지시되거나 또는 상황에 따라 명확하게 모순되지 않는 한 단수 및 복수를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 값의 범위의 언급은 단지 그 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지칭하는 속기 방법으로서 제공되도록 의도된다. 본 명세서에서 달리 지시되지 않는 한, 각각의 개별적인 값은 본 명세서에서 개별적으로 언급된 것처럼 명세서에 포함된다. 본 명세서의 어떤 언어도 본 발명의 실시에 필수적인 임의의 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 안된다.
"실질적으로"라는 단어는 "완전히"를 배제하지 않으며, 예를 들어, Y가 "실질적으로 없는" 조성물은 Y가 완전히 없을 수 있다. 필요한 경우, "실질적으로"라는 단어는 본 발명의 정의로부터 생략될 수 있다.
수치 x와 관련된 "약"이라는 용어는 x±10%를 의미한다.
본 발명에서, 달리 지시되지 않으면, 대안 및 실시예의 상이한 특징이 서로 조합될 수 있다.
명확성과 가독성을 위해 하기 정의가 제공된다. 이들 정의에 대해 언급된 임의의 기술적 특징은 본 발명의 각각 및 모든 실시예에서 읽을 수 있다. 추가적인 정의 및 설명은 이들 실시예와 관련하여 구체적으로 제공될 수 있다.
정의
"하이드로카빌(hydrocarbyl)"이라는 용어는 탄화수소 그룹의 잔기, 즉 탄화수소 사슬 라디칼, 바람직하게는 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 아르알킬 그룹으로부터 독립적으로 선택된 탄화수소 사슬 라디칼을 의미한다.
"알킬"이라는 용어는 1-30개 탄소 원자, 바람직하게 1-20, 1-15, 1-10, 1-8, 1-6, 1-4, 1-3 또는 1-2개 탄소 원자를 갖는 선형("직쇄"), 분지 및 원형 사슬 라디칼을 포함한다. 예를 들어, "C1-12 알킬"이라는 용어는 탄소 사슬이 직쇄 또는 분지 또는 환형이며 1 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼을 의미한다. 알킬 잔기의 구체적인 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 아이코실, 헤니코실, 도코실, 트리코실, 테트라코실, 펜타코실, 헥사코실, 헵타코 실, 옥타코실, 노나코실 또는 트리아코실이며, 예를 들어 tert-부틸 또는 이소펜틸 등의 다양한 분지쇄 및/또는 이의 환형 이성질체를 포함한다. 환형 알킬 이성질체는 또한 3개 고리 탄소 원자를 포함하는 포화된 지환식(alicyclic) 탄화수소를 의미한다. "치환된" 선형, 분지 및 환형 알킬 그룹은 또한 일반적으로 상기 용어에 포함된다. 상기 용어는 추가로 알킬 그룹을 의미하는 "헤테로알킬"을 포함하며, 상기 탄소 사슬의 하나 또는 그 이상의 C-원자는 N, O, 및 S와 같은 헤테로 원자에 의해 치환되지나 이에 제한되지 않는다. 따라서, 상기 용어는 3개 이상의 고리 멤버를 포함하는 비-방향족 고리 화합물을 의미하는 "헤테로사이클릴" 또는 "헤테로사이클로알킬"을 추가로 포함하며, 상기 하나 이상의 고리 탄소 원자는 N, O 및 S와 같은 헤테로 원자로 치환되나, 이에 제한되지 않는다. 헤테로시클릴기는 불포화, 부분 포화 및 포화 고리계, 예를 들어 이미다졸릴, 이미다졸리닐 및 이미다졸리디닐기를 포함한다. 헤테로시클릴기는 아지리디닐, 아제티디닐, 피롤리디닐, 이미다졸리디닐, 피라졸리디닐, 티아졸리디닐, 테트라하이드로티오페닐, 테트라하이드로푸라닐, 디옥솔릴, 푸라닐, 티오페닐, 피롤릴, 피롤리닐, 이미다졸릴, 이미다졸리닐, 피라졸릴, 피라졸리닐, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 티아졸릴, 티아졸리닐, 이소티아졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 피페리딜, 피펠ㅏ지닐, 몰폴리닐, 티오몰폴리닐, 테트라하이드로피라닐, 테트라하이드로티오피라닐, 옥사티안, 디옥실, 디티아닐, 피라닐, 피리딜, 피리미디닐, 피리다지닐, 피라지닐, 피리아지닐, 디하이드로피리딜, 디하이드로디티닐, 디하이드로디티오닐, 호모피페라지닐, 퀴누클리딜, 인돌릴, 인돌리닐, 이소인돌릴 아자인돌릴(피롤로피리딜), 인다졸릴, 인돌리지닐, 벤조트리아졸릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 벤즈티아졸릴, 벤조옥사디아졸릴, 벤조옥사지닐, 벤조디티닐, 벤조옥사티닐, 벤조티아지닐, 벤조옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조티아디아졸릴, 벤조[1,3]디옥솔릴, 피라졸로피리딜, 이미다조피리딜(아자벤지미다졸릴), 트리아졸로피리딜, 이소옥사졸로피리딜, 푸리닐, 잔티닐, 아데닐릴, 구아닐릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 퀴놀리지닐, 퀴녹살리닐, 퀴나졸리닐, 시놀리닐, 프탈라지닐, 나프틸리디닐, 프테리디닐, 티아나프탈레닐, 디하이드로벤조티아지닐, 디하이드로벤조푸라닐, 디하이드로인돌릴, 디하이드로벤조디옥시닐, 테트라하이드로인돌릴, 테트라하이드로인다졸릴, 테트라하이드로벤즈이미다졸릴, 테트라하이드로벤조트리아졸릴, 테트라하이드로피롤로피리딜, 테트라하이드로피라졸로피리딜, 테트라하이드로이미다조피리딜, 테트라하이드로트리아졸로피리딜, 및 테트라하이드로퀴놀리닐기를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 헤테로사이클릴기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 대표적인 치환된 헤테로사이클릴기는 상기 나열된 것들과 같은 다양한 치환기로 2-, 3-, 4-, 5-, 또는 6-치환된 또는 이치환된(disubstituted) 피리딜 또는 몰폴리닐기와 같이 단일 치환 또는 한번 이상 치환될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
"사이클릭"이라는 용어는 하나 이상의 고리 구조를 갖는 구조를 의미하는 "폴리사이클릭"이라는 용어를 포함한다. 특히 "사이클릭"이라는 용어는 또한 2개 이상의 고리가 공통적으로 하나의 원자를 가지는 스피로사이클릭 구조, 및 상기 2개 이상의 고리는 공통적으로 적어도 2개 원자를 갖는 5개 융합된(fused) 폴리사이클릭 구조를 의미한다.
본 명세서에 사용된 "알케닐"이라는 용어는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는, 2-30개 탄소 원자, 바람직하게 2-20, 2-15, 2-10, 2-8, 2-6, 2-4, 또는 2-3개 탄소 원자를 갖는 선형, 분지 및 환형 사슬 10개 라디칼을 포함한다. "알케닐"기의 특정 예는 탄소-탄소 이중 결합의 수 및 위치에 따라 당업자에게 공지된 관례에 따라 명명된 알킬기에 대해 주어진 것들의 다양한 알케닉 불포화 등가물이며, 예를 들어 부탄다일리덴, 1-프로파닐-3-일리덴과 같은 결합이다. "알케닐"기는 바람직하게 적어도 1개, 보다 바람직하게 적어도 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 또는 16개의 이중 결합을 포함하며, 상기 이중 결합은 바람직하게는 하이드로카빌 사슬의 위치 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 또는 29 에 위치한다. 알케닐기는 치환되거나 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "알키닐"이라는 용어는 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는, 2-30개 탄소 원자, 바람직하게 2-20, 2-15, 2-10, 2-8, 2-6, 2-4, 또는 2-3개 탄소 원자를 갖는 선형, 분지 및 환형 사슬 라디칼을 포함한다. "알키닐"기의 특정 예는 탄소-탄소 삼중 결합 또는 결합의 수 및 위치에 따라 당업자에게 공지된 관례에 따라 명명된 알킬 및 알케닐기에 대해 주어진 것들의 다양한 알키닉 불포화 등가물이다. "알키닐"기는 바람직하게 적어도 1개, 보다 바람직하게 적어도 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 또는 16개의 삼중 결합을 포함하며, 상기 이중 삼중 결합은 바람직하게는 하이드로카빌 사슬의 위치 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 또는 29 에 위치한다. 알키닐기는 치환되거나 또는 비치환될 수 있다.
"아릴"이라는 용어는 단환식 또는 다환식 또는 융합된 다환식 방향족 고리계를 지칭한다. 상기 용어는 고리계의 하나 이상의 탄소 원자가 헤테로 원자로 치환된 단환식 또는 다환식 또는 융합 다환식 방향족 "헤테로아릴" 고리 시스템을 포함한다. 전형적으로, "아릴" 및 "헤테로아릴"이라는 용어는 3-30개의 탄소 원자, 예컨대 3-10개, 특히 2-6개의 탄소 원자를 갖는 기를 지칭한다.
"아릴알킬"또는 "아랄킬"이라는 용어는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 하나 이상의 알킬기 및 하나 이상의 아릴기를 포함하는 기를 지칭하기 위해 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다. 본 명세서에 정의된 바와 같은 아랄킬기에서, 아랄킬기는 벤질기에 의해 예시된 알킬기를 통해 본 발명의 화합물 또는 컨쥬게이트의 다른 모이어티에 결합된다.
본 명세서에 사용된 "할로겐" 또는 "할로"라는 용어는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I)를 포함한다.
"헤테로원자"라는 용어는 N, O, S 및 P, 바람직하게 N 및 O를 포함한다.
"치환된"이라는 용어는 본 명세서에 정의된 수소 원자에 대한 하나 이상의 결합이 비-수소 또는 비-탄소 원자에 대한 결합으로 치환된, 본 명세서에 정의된 하이드로카빌기(예를 들어, 알킬 또는 알케닐기)를 지칭한다. 치환된 기는 탄소(들) 또는 수소(들) 원자에 대한 하나 이상의 결합이 헤테로원자에 대한 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 하나 이상의 결합으로 치환된 기를 포함한다. 따라서, "치환된"기는 다르게 설명되지 않는 한 하나 이상의 치환기로 치환될 것이다. 일부 실시예에서, 치환된 기는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6개 치환물로 치환된다. 치환기의 예는 할로겐(즉, F, Cl, Br 및 I); 하이드록실; 알콕시, 알케녹시, 알키녹시, 아릴옥시, 아랄킬옥시, 헤테로시클릴옥시 및 헤테로시클릴 알콕시기; 카르보닐(옥소); 카르복실; 에스테르; 우레탄; 옥심; 하이드록시아민; 알콕시아민; 아랄록시아민; 티올; 황화물; 설폭사이드; 설폰; 술포닐; 설폰아미드; 아민; N- 옥사이드; 히드라진; 히드라지드; 히드라존; 아지드; 아미드; 우레아; 아미딘; 구아니딘; 엔아민; 이미드; 이소시아네이트; 이소티오시아네이트; 시아네이트; 티오시아네이트; 이민; 니트로기; 니트릴(즉, CN), 할로알킬, 아미노 알킬, 히드록시알킬, 시클로알킬 등을 포함한다.
컨쥬게이트(Conjugates)
본 발명은 개선된 종양 표적화 특성 및 유리한 약동학적 프로파일을 갖는 신규한 혈장 단백질-결합 PSMA 리간드를 제공한다. 본 명세서에 사용된 "약동학"이라는 용어는 바람직하게 대상체에서 치료제 또는 진단제의 안정성, 생체이용률, 흡수, 생체 분포, 생물학적 반감기 및/또는 클리어런스를 포함한다. 본 발명자들은 적합한 스페이서 및 링커를 통해 PSMA-펩티도미메틱 요소-기반 결합 독립체(entity)를 한편으로는 치료/진단 방사성 핵종을 복합체화할 수 있는 킬레이터에, 다른 한편으로는 인간 혈청 알부민(HAS) 결합 독립체에 공유 결합시킴으로써 신규 컨쥬게이트를 제공하였다. 결합 독립체 및 킬레이터를 연결하는 스페이서 및 링커 그룹은 생성된 컨쥬게이트의 표적화 및 약동학적 특성에 결정적인 것으로 밝혀졌다. 신규 컨쥬게이트는 바람직하게 우수하고 특이적인 세포 흡수 및 내재화 특성을 나타낸다. 본 발명자들은 HSA 결합 독립체가 (1) 혈액에서 컨쥬게이트의 구획화 (건강한 조직에서의 표적 외 효과가 종양 혈관계에 대한 접근을 손상시키지 않고 제한됨), (2) 연장된 혈액 클리어런스, 및 (3) 증가된 종양 흡수 및 보유(종양 층을 통한 통과 횟수를 증가시킴으로써)에 유리하게 영향을 주는 것을 입증하였다. 이에 따라 HSA 결합 독립체의 도입은 유리하게는 본 발명의 화합물의 생체 분포 및 결과적으로 치료 효능을 개선시킨다.
특히, 본 명세서에 제공된 컨쥬게이트는 유리하게는 본 기술분야에 공지된 다른 PSMA 리간드와 비교하여 증가된 종양 흡수를 나타낸다. 상기 컨쥬게이트의 유리한 종양 흡수 특성은 특히 치료 효과 또는 영상화(진단)할 수 있는 충분한 흡수를 위해 필요한 용량을 달성하도록 투여 활성을 감소시킨다. 이를 위해, 컨쥬게이트는 치료 및/또는 진단 방사성 핵종 (종종 금속 동위 원소)을 복합체화하는 킬레이터와 함께 방사성 표지된 복합체의 형태로 일반적으로 제공된다. 신규한 컨쥬게이트(및 특히 이들의 방사성 표지된 (금속) 복합체)의 필요한 투여량의 감소는 그 중에서도 다음과 같은 장점을 갖는다: (1) 더 적은 양의 방사성 핵종(방사능)이 요구됨(제조 비용 감소, 가용성 향상 - 둘 다 생산하기 어렵고 비용이 많이 드는 225Ac와 같은 알파 방사체의 경우 특히 관련이 있으며 -, 일반적으로 방사성 표지 복합체의 분해 (즉, 방사선 분해)를 야기하는 감소 된 자가-조사로 인해 바람직하게 품질-수명(shelf-life)이 길어짐; (2) 환자는 더 낮은 총 흡수 선량의 조사 (바람직하게는 구급차 치료를 가능하게하고 환경에 더 적은 부담을 가함)를 받음.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트는 핵 영상화 및 내부 방사선 요법 모두에 대해 최적의 특성을 갖는 유망한 테라그노스제(theragnistic agents)이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 신규한 PSMA 리간드 (본 발명에서 "컨쥬게이트" 또는 "화합물"로도 지칭됨)는 따라서 적절한 링커 또는 스페이서를 통해 서로 공유 결합되거나 또는 연결된 제1 말단기(킬레이트제), 제2 말단기(알부민 결합 독립체) 및 제3 말단기(PSMA 결합 독립체)를 포함한다.
제1 측면에서, 본 발명은 일반식 (1)의 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체에 관한 것이다:
Figure pct00001
(1)
여기서
D는 킬레이터, 바람직하게 본 명세서에 정의된 것이며,
Abm은 알부민 결합 독립체, 바람직하게 본 명세서에 정의된 것이며,
Pbm은 PSMA 결합 독립체, 바람직하게 본 명세서에 정의된 것이며,
상기 스페이서는 적어도 하나의 C-N 결합을 포함하며,
상기 링커는 본 명세서에 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며,
a는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수이며, 및
일반식 (1)에서 -CH-기는 PSMA 결합 독립체(Pbm) 및 알부민 결합 독립체(Abm)를 연결시키는 "분지점(branching point)"이다.
D, Abm, Pbm, 링커 및 스페이서는 바람직하게 본 명세서에 정의된 것과 같다.
구체적으로, 본 발명은 일반식(1)(i) 또는 (1)(ii), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체에 따른 화합물을 제공한다:
Figure pct00002
(1)(i)
Figure pct00003
(1)(ii)
여기서
Abm은 알부민 결합 독립체, 바람직하게 본 명세서에 정의된 것이며,
Pbm은 PSMA 결합 독립체, 바람직하게 본 명세서에 정의된 것이며,
D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 비분지 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 상기 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C
Figure pct00004
C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며,
상기 링커는 본 명세서에 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 및
a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이다.
하기 화학식 1에서 강조된 구조는 적어도 하나의 펩티드 결합을 포함하는 것이 특히 예상된다:
Figure pct00005
(1)
본 발명의 컨쥬게이트는 PSMA 및 HSA 모두에 대해 친화성을 나타내는 리간드이다. 본 명세서에 사용된 "리간드"라는 용어는 표적(본 발명에서: PSMA 또는 HSA)과 상호 작용 (타겟팅, 결합)할 수 있는 화합물을 지칭한다. 본 발명의 컨쥬게이트는 또한 기능적으로 "PSMA 표적화제"로서 정의될 수 있다. 바람직하게는, "리간드"는 그들의 표적에 선택적으로 결합할 수 있다. "선택적으로 결합하는"이라는 용어는 화합물이 다른 비-표적 독립체에 결합하는 것보다 의도된 표적에 더 큰 친화력으로 결합한다는 것을 의미한다.
"결합 친화도"는 리간드(예를 들어, 작은 유기 분자, 단백질 또는 핵산)와 이의 표적/결합 파트너 사이의 결합 상호 작용의 강도이다. 결합 친화도는 통상적으로 이분자(bimolecular) 상호작용의 차수 강도(order strengths)를 평가하고 순위를 매기는데 사용되는 "오프-레이트(off-rate)"(koff)와 "온-레이트(on-rate)"(kon)의 비율인 평형 해리 상수(KD)에 의해 측정 및 보고된다. "온-레이트"(Kon)는 리간드가 표적에 얼마나 빨리 결합하는지를 특징으로 하며, "오프-레이트"(Koff)는 리간드가 표적으로부터 얼마나 빨리 분리되는지를 특징으로 한다. KD (Koff/Kon) 및 결합 친화력은 반비례한다. 따라서, "선택적으로 결합하는"이라는 용어는 바람직하게 리간드가 다른 비 표적 독립체와의 결합의 KD보다 낮은 KD로 의도된 표적에 결합한다는 것을 의미한다. ELISA, 겔-시프트 분석, 풀-다운 분석, 평형 투석, 분석 초원심 분리, 표면 플라즈몬 공명 및 분광 분석과 같은 결합 친화도 및 해리 상수를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있다.
본 발명의 맥락에서, PSMA 결합 독립체(HSA 결합 독립체)를 비-표적 독립체에 결합시키는 KD는 인간 PSMA(HAS)에 상기 컨쥬게이트 또는 모이어티의 결합 KD의 1.5배 이상, 바람직하게 2-, 3-, 5-, 10-, 15-, 20-, 25-, 30-, 35-, 40-, 45-, 50-, 60-, 70-, 80-, 90-, 100- 200-, 300-, 400-, 500-, 750-, 또는 1000-배 이상일 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 상기 컨쥬게이트는 나노몰(nM) 범위의 KD값과 높은 결합 친화도 및 마이크로몰 범위의 HSA(μM (마이크로 몰))에 대한 보통의 친화력으로 PSMA에 결합하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
구체적으로, 종양 흡수 및 보유를 증가시키고 혈액 클리어런스를 연장하면서 잠재적으로 손상된 표적 외(off-target) 효과를 감소시키기 위해, PSMA 및 HAS-결합 친화도의 균형을 맞추는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 본 발명의 컨쥬게이트는 HSA에 비해 PSMA에 대해 더 높은 결합 친화도를 나타낼 수 있다.
특히 본 발명은 일반식(1)(i)에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체를 제공한다:
Figure pct00006
(1)(i)
여기서
Abm은 알부민 결합 독립체이며,
D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
X는 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며, 및
상기 링커는 본 명세서에 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 및
a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 일반식(11), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체를 특징으로 하는 특히 바람직한 컨쥬게이트를 제공한다:
Figure pct00007
(11);
여기서
D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 비분지 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 상기 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며,
상기 링커는 구조식(6)을 특징으로 한다:
Figure pct00008
(6)
여기서
X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
Q는 치환된 또는 비치환된, 알킬, 알킬아릴 및 사이클로알킬, 바람직하게 치환된 또는 비치환된 C5-C14 아릴, C5-C14 알킬아릴 또는 C5-C14 사이클로알킬로부터 선택되며,
W는 -(CH2)c-아릴 또는 -(CH2)c-헤테로아릴로부터 선택되며, 상기 c는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 1로부터 선택된 정수이며, 및
a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이다.
알부민 결합 독립체(Albumin binding entity)
본 발명의 컨쥬게이트는 본 명세서에 기술된 (추가적 - 알려진 PSMA 리간드와 비교하여) 알부민 결합 독립체(또한 "알부민 결합 모이어티"로 명명됨)를 포함하며, 이는 바람직하게 인간 혈청 알부민(HAS)에 선택적으로 결합할 수 있다. 상기 "선택적 결합"이라는 용어는 상기 정의되었다.
알부민 결합 독립체(Abm)는 임의의 알부민 결합 독립체일 수 있다. 특히 바람직한 알부민 결합 독립체가 이하에 설명된다. 알부민 결합 독립체는 바람직하게 혈청 알부민, 바람직하게는 HSA에 비공유적으로 결합할 수 있으며, 통상적으로 예를 들어 약 100 μM (마이크로 몰), 예를 들어 약 3 μM (마이크로 몰) 내지 50 μM (마이크로 몰) 미만의 결합 친화도로 결합할 수 있다.
인간 혈청 알부민(HSA)은 인간 혈장에서 가장 풍부한 단백질이며 혈청 단백질의 약 절반을 구성한다. 본 명세서에 사용된 "인간 혈청 알부민" 또는 "HSA"라는 용어는 바람직하게 인간 ALB 유전자에 의해 부호화된 혈청 알부민 단백질을 지칭한다. 보다 구체적으로, 상기 용어는 UniProt Acc. No. P02768 (엔트리 버전 240, 2017년 5월 10일 최종 변형됨, 또는 이의 기능적 변이체, 동형체, 단편 또는 (번역후(post-translationally) 또는 다르게 변형된) 유도체인 것을 특징으로 하는 단백질을 의미한다.
특정한 이론에 구석되지 않고, 본 발명의 컨쥬게이트의 알부민 결합 독립체(Abm)는 바람직하게 컨쥬게이트의 순환 반감기를 연장시키고, 혈액에서 본 발명의 컨쥬게이트의 구획화 및 PSMA-발현 (암) 표적 세포 또는 조직으로의 전달을 개선하여 PSMA 발현 정상(비-종양성) 기관(신장, 눈물샘, 및 침샘)에 대한 종양:비-표적 비율을 증가시키는 것에 영향을 준다고 가설을 세웠다. 따라서, 알부민 결합 독립체는 본 발명의 컨쥬게이트에 개선된 약동학적 특성을, 바람직하게는 킬레이트제 및 PSMA 결합 독립체의 바람직한 기능을 방해(감소 또는 폐지)하지 않으면서, 부여하는 것으로 예상된다.
구조의 관점에서, 본 발명에 따른 전형적인 알부민 결합 독립체는 바람직하게 1 내지 40개의 탄소 원자 및 원위 산성기를 포함하는 선형 및 분지형 친유성 기를 포함할 수 있다. 적합한 알부민 결합 독립체는 그 중에서도 US 2010/172844 A1, WO 2013/024035 A1 및 WO 2008/053360 A2에 기술되어 있으며, 이들은 그 전문이 본 명세서에 참조로 포함된다.
상기에 따르면, 본 발명의 컨쥬게이트에서, 알부민 결합 독립체는 바람직하게는 일반식 (2)를 특징으로 한다:
Figure pct00009
(2)
여기서
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 비분지 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환된다.
Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 상기 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
X는 O, N, S 또는 P로부터 선택된다.
R1 및 R2 는 오르소-, 메타 또는 파라-위치일 수 있다.
R1 및 R2가 함께 환형 구조를 형성하기 위해 서로 결합될 때, 상기 환형 구조는 바람직하게 3-12, 더욱 바람직하게 3-10, 더욱 더 바람직하게 3-9, 3-8, 3-7, 3-6, 3-5, 3-4 또는 4개 탄소 원자가 2개의 위치에서 페닐 고리에 결합된, 즉 상기 페닐 고리에 융합된 환형 구조를 형성하기 위한 것과 같이, 상기 페닐 고리에 두개의 결합을 형성하는 선형 또는 분지된 하이드로카빌 사슬이다. 구체적으로, 상기 고리 구조는 (치환된 또는 비치환된) 아다만틸로부터 선택될 수 있다. 바람직하게 상기 두개의 결합은 바람직하게 상기 페닐 고리의 메타(3-) 및 파라(4-) 위치에, 오르소(2-) 및 메타 위치 또는 오르소 및 파라 위치에 위치한다. 상기 고리 구조는 선택적으로 2개 이하, 바람직하게 1개의 헤테로원자에 의해, 또는 헤테로원자가 없이 차단된다. 바람직하게 상기 고리 구조는 상기 페닐 고리에 융합된 육원자 고리를 형성하기 위해, 즉 바람직하게 메타- 및 파라-융합된 육원자 고리를 형성하는, 상기 페닐 고리에 이의 1- 및 4-원자에 의해 연결된 C4 사슬 단편 (1,4-이중라디칼)일 수 있다.
바람직하게, R1 및 R2는 H, 할로겐, 바람직하게 요오드 또는 브롬 및 C1-6 알킬, 바람직하게 C1-3 알킬, 더욱 바람직하게 메틸로부터 각각 독립적으로 선택된다. 더욱 바람직하게 R1은 H이며 R2는 할로겐, 바람직하게 요오드 또는 브롬, 및 C1-6 알킬, 바람직하게 C1-3 알킬, 더욱 더 바람직하게 메틸로부터 선택된다. 더욱 더 바람직하게 R1은 H이며 R2는 수소이며, 또는 파라 위치에 있으며 요오드, 브롬 및 메틸로부터 선택된다.
바람직하게, Y는 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된 C1-C12 하이드로카빌, 더욱 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된 C1-C10 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된 C1-C6 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된 C1-C3 하이드로카빌일 수 있다.
가장 바람직하게, Y는 -(CH2)3-일 수 있다.
바람직하게, X는 O일 수 있다.
따라서, 화학식 (2)에 따른 알부민 결합 독립체는 바람직하게 화학식 (2a)-(2c) 중 임의의 하나를 포함하거나 또는 이로 구성될 수 있다:
Figure pct00010
다른 가능한 -잠재적으로 덜 바람직한- 알부민 결합 독립체는 그 중에서 US 2010/0172844 A1에 개시되어 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 화합물은 일반식 (11.1)-(11.3) 중 어느 하나를 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
여기서 D, 스페이서, 링커, X, R1-R5, a 및 b는 일반식 (11)에 정의된 바와 같다.
스페이서
본 발명의 컨쥬게이트에서, 알부민 결합 독립체는 "스페이서"를 통해 -CH- "분지점"에 접합된다(즉, 공유적으로 연결되거나 부착됨). "스페이서"라는 용어는 본 명세서에서 알부민 결합 독립체와 -CH- "분지점"사이의 거리를 연결하고 스패닝(spanning), 및/또는 컨쥬게이트의 잔여 그룹/독립체로부터 떨어진 이들 그룹을 "스페이싱(spacing)"하는 그룹을 구체적으로 의미한다.
상기 스페이서는 바람직하게 알부민 결합 독립체 및 본 발명의 컨쥬게이트의 다른 그룹 또는 독립체 사이의 입체 장애를 회피할 수 있고, 충분한 유동성 및 유연성을 보장한다. 추가로, 상기 스페이서는 바람직하게 PSMA 컨쥬게이트 복합체의 내재화를 통해 충분한 HSA 결합, 높은 친화성 PSMA 결합, 및 PSMA 양성 세포의 신속하고 선택적으로 선택적 침투를 부여, 지원 및/또는 허용하도록 설계될 수 있다.
본 발명자들은 상기 스페이서가 바람직하게 적어도 하나의 C-N 결합을 포함해야 하는 것으로 결정하였다. 적절한 스페이서는 바람직하게 인비보(in vivo)에서 안정해야 한다. 스페이서 설계는 통상적으로 전체 컨쥬게이트에 따를 수 있으며, 바람직하게 잔여 컨쥬게이트(예를 들어 PSMA 결합, HSA 결합, 내재화 등)의 기능성을 촉진하기 위해 선택될 수 있다. 따라서, 스페이서는 예를 들어 전체 컨쥬게이트의 친유성 또는 친수성 등에 영향을 미치는 강성(rigid) 또는 가요성(flexible)일 수 있다.
바람직하게, 상기 스페이서는 5개 이하의 헤테로원자를 포함하는 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된 C1-C20 하이드로카빌, 더욱 바람직하게 C1-C12 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 C2-C6 하이드로카빌, 더욱 더 C2-C4 하이드로카빌을 포함할 수 있다. 하이드로카빌은 바람직하게 적어도 하나의 선택적으로 4개 이하의 헤테로원자, 바람직하게 N으로부터 선택된 것을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 스페이서는 -[CHR10]u-NR11-일 수 있으며, 상기 R10 및 R11은 H 및 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌로부터 각각 독립적으로 선택될 수 있으며, 상기 u는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수일 수 있다. 더욱 바람직하게, R10 및 R11은 H일 수 있으며, u는 2, 3 또는 4로부터 선택된 정수일 수 있다. 가장 바람직하게 R10 및 R11은 H일 수 있으며, u는 4일 수 있다.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트는 바람직하게 화학식 (3a)의 스페이서를 포함할 수 있다:
Figure pct00014
(3a)
따라서, 본 발명에 따른 바람직한 컨쥬게이트(예를 들어 첨부된 실시예에서 평가된 PSMA-ALB-03 및 PSMA-ALB-06)는 화학식 (3a)의 스페이서를 통해 "분지점"에 연결된 화학식 (2a)-(2c)의 알부민 결합 독립체를 포함한다.
그렇지 않으면 또는 추가적으로, 상기 스페이서는 적어도 하나의 아미노산 잔기를 포함할 수 있다. 본 발명에 사용된, "아미노산 잔기"라는 용어는 스페이서 내의 모이어티로서 특정한 아미노산 모노머를 의미한다.
"아미노산"은 산성(통상적으로 카르복시(-COOH)) 및 아민(-NH2) 기능기를 모두 포함하는 임의의 유기 분자이다. 상기 그룹의 하나 또는 모두는 선택적으로 유도체화된 것일 수 있다. 아미노 및 산성기는 서로 상대적으로 임의의 위치에 있을 수 있으나, 아미노산은 통상적으로 2-아미노 카르복실산, 3-아미노 카르복실산, 4-아미노 카르복실산 등을 포함한다. 아민기는 아미노산(들)의 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th, 8th, 9th, 10th (등)에서 20th까지의 탄소 원자에 결합될 수 있다. 즉, 아미노산(들)은 알파-, 베타-, 감마-, 델타-, 엡실론-(등)에서 오메가-아미노산(들)까지일 수 있다. 바람직하게, 산성기는 카르복시(-COOH)기다. 그러나 -OPO3H, -PO3H, -OSO3H 또는 -SO3H로부터 선택된 다른 산성기가 또한 가능하다.
바람직하게, 아미노산 잔기(들)는 자연적으로 발생하는 아미노산(들) 또는 이의 유도체로부터 유도된다. 상기 아미노산 잔기(들)은 알파(a-)아미노산(들)로부터 유도되는 것이 보다 바람직하며, 상기 아미노산(들)은 D- 또는 L-아미노산(들)일 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 아미노산(들)은 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르테이트, 시스테인, 글루타메이트, 글루타민, 글리신, 히스티딘, 류신, 리신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 트레오닌, 트립토판, 티로신 및/또는 발린 그룹으로부터 선택된 아미노산의 D- 또는 L-거울상 이성질체이다.
가장 바람직하게, 상기 아미노산(들)은 (D-/L-) 아스파르테이트, 글루타메이트 또는 리신이다. 상기 스페이서는 1, 2, 3, 4 또는 5개 아미노산 잔기(들), 특히 D-아스파르테이트, D-글루타메이트 또는 L-리신 잔기를 포함할 수 있다. D-거울상 이성질체를 포함하는 컨쥬게이트에서, D-거울상 이성질체의 사용은 대사 속도를 추가적으로 감소시켜 혈류로부터의 제거를 유리하게 하는 효과를 제공할 수 있다. 바람직하게, 상기 스페이서는 이러한 아미노산 잔기, 특히 D-아스파르테이트 또는 D-글루타메이트 잔기를 2 내지 3개 포함할 수 있다. 즉, 상기 스페이서는 바람직하게 2 내지 5개 아미노산, 더욱 바람직하게 2 내지 3개 아미노산으로 구성된 펩타이드를 포함할 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 스페이서는 L-리신으로부터 선택된 1 내지 2개 아미노산을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트는 화학식 (3b)의 스페이서를 포함할 수 있다:
Figure pct00015
(3b)
여기서
m은 1 또는 2로부터 선택된 정수이며,
n은 1, 2, 3, 4 또는 5, 바람직하게 2 또는 3으로부터 선택된 정수이다.
그렇지 않으면, 상기 스페이서는 적어도 하나의 N 헤테로원자를 포함하는 선형 또는 분지된, 선택직으로 치환된 C1-C20 하이드로카빌기를 통해 "분지점"에 연결된 아미노산 잔기를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트는 화학식 (3c)의 스페이서를 포함할 수 있다:
Figure pct00016
(3c)
여기서 o는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수이다. 바람직하게 o는 5일 수 있다.
따라서, 바람직한 실시예에서, 본 발명의 컨쥬게이트는 일반식 (12.1) - (12.4) 또는 (13.1) - (13.4) 중 어느 하나를 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00017
(12.1)
Figure pct00018
(12.2)
Figure pct00019
(12.3)
Figure pct00020
(12.4)
Figure pct00021
(13.1)
Figure pct00022
(13.2)
Figure pct00023
(13.3)
Figure pct00024
(13.4)
일반식 (12.1)-(12.4) 및 (13.1)-(13.4)에서, D, 스페이서, 링커, X, R1-R5, a, b, m, n은 일반식 (1) 및 (11)의 맥락에서 정의되며, d는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터, 더욱 바람직하게 1, 2, 3, 4, 5 또는 6으로부터 선택된 정수이다.
킬레이터
본 발명의 컨쥬게이트는 추가로 킬레이터를 포함한다.
본 발명에 상호 교대로 사용된 "킬레이터" 또는 "킬레이팅 모이어티"라는 용어는 중심 (금속) 이온을 ("배위(coordinating)")와 함께 둘 이상의 별개의 배위 결합을 형성할 수 있는 다좌(polydentate) (다중 결합) 리간드를 의미한다. 구체적으로, 이러한 분자들 또는 하나의 전자쌍을 공유하는 분자들은 또한 "루이스 염기"로 명명될 수 있다. 중앙 (금속) 이온은 보통 킬레이트제에 둘 이상의 전자쌍에 의해 배위된다. "두자리(bidentate) 킬레이트제", "세자리(tridentate) 킬레이트제" 및 "네자리(tetradentate) 킬레이트제"라는 용어는 당업계에 알려져 있으며, 킬레이트제에 의해 배위되는 금속 이온에 동시 공여하기에 용이하게 이용될 수 있는 각각 2개, 3개, 및 4개 전자쌍을 갖는 킬레이트제를 의미한다. 일반적으로, 킬레이트제의 전자쌍은 하나의 중심 (금속) 이온과 함께 배위 결합을 형성한다; 그러나, 특정한 실시예에서, 킬레이트제는 가능할 수 있는 다양한 결합 방식으로 하나 이상의 금속 이온과 배위 결합을 형성할 수 있다.
"배위하는(coordinating)" 및 "배위(coordination)"라는 용어는 하나의 다중 전자쌍 공여체가 배위적으로 결합 (배위되는), 즉 하나의 중심 (금속) 이온과 2개 이상의 공유되지 않는 전자쌍을 공유하는 상호 작용을 의미한다.
상기 킬레이트제는 바람직하게 원하는 중심 (금속) 이온, 보통 본 발명에 기술된 방사성 핵종을 배위하기 위한 이의 능력에 기반하여 선택된다.
따라서, 킬레이터 D는 하기 화학식 (4a)-(4jj) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
바람직하게, 상기 킬레이터는 DOTA(1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산, 화학식 (4a)를 특징으로 할 수 있음), NODAGA(2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)-펜탄디온산, 화학식 (4c)를 특징으로 할 수 있음), 또는 이의 유도체일 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 킬레이터는 DOTA일 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 상기 킬레이터는 NODAGA일 수 있다.
유리하게, DOTA는 진단(예를 들어 68Ga) 및 치료(예를 들어 90Y 또는 177Lu) 방사성 핵종과 복합체를 효과적으로 형성하며, 따라서 영상화 및 치료 목적 모두를 위해, 즉 테라그노스틱제(theragnostic agent)로 동일한 컨쥬게이트를 사용할 수 있게 한다. DO3AP (화학식 (4hh)를 특징으로 할 수 있음), DO3APPrA (화학식 (4ii)를 특징으로 할 수 있음), 또는 DO3APABn (화학식 (4jj)를 특징으로 할 수 있음)를 포함하는 스칸듐(Scandium) 방사성 핵종(43Sc, 44Sc, 47Sc)을 복합체화할 수 있는 DOTA 유도체는 또한 바람직하며, Kerdjoudj et al. Dalton Trans., 2016, 45, 1398-1409에 개시되었다.
본 발명의 맥락에서 다른 바람직한 킬레이터는 N,N" -비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)벤질]에틸렌디아민-N,N"-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로-노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라-아자사이클로도데칸-1-yl)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스핀산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이클로-노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스핀산]-4,7-비스-[메틸(2-하이드록시메틸)-포스핀산](NOPO),3,6,9,15-테트라-아자바이사이클로[9,3,1]-펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]-펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}-아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-트리아민펜타아세트산(DTPA)을 포함한다.
킬레이터기, 예를 들어 DOTA기는 중심 (금속) 이온, 특히 본 명세서에 정의된 방사성 핵종과 함께 복합체화될 수 있다. 그렇지 않으면, 킬레이터기, 예를 들어 DOTA는 중심 (금속) 이온, 특히 본 명세서에 정의된 바와 같은 방사성 핵종과 복합체화되지 않을 수 있고, 따라서 비복합 형태로 존재할 수 있다. 킬레이터(예를 들어, DOTA)가 상기 금속 이온과 복합체화되지 않은 경우, 킬레이터의 카복실산기는 유리 산의 형태 또는 염의 형태일 수 있다.
PSMA 결합 독립체
본 발명의 컨쥬게이트는 바람직하게 인간 PSMA에 선택적으로 결합할 수 있는 PSMA 결합 독립체(또한 "PSMA 결합 모이어티"라고도 함)를 포함한다. "선택적으로 결합하는"이라는 용어는 상기 정의되어 있다.
특히, 본 발명은 일반식 (1)(ii)에 따른 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체를 제공한다:
Figure pct00028
(1)(ii)
여기서
Pbm은 PSMA 결합 독립체이며,
D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
X는 O, N, S 또는 P이며,
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 비분지 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 상기 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며,
상기 링커는 본 명세서에 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 및
a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이다.
PSMA 결합 독립체는 통상적으로 약 100 μM (마이크로몰) 미만의 결합 친화도로 PSMA에 가역적으로 또는 비가역적으로 결합할 수 있다.
인간 전립선-특이적 막 항원(PSMA) (또한 글루타메이트 카르복시펩티다제 II (GCPII), 엽산 가수 분해 효소 1, 엽산-감마-글루타메이트 카르복시펩티다제(FGCP), 및 N-아세틸화된-알파-연결된 산성 디펩티다제 I(NAALADase I)이라고도 함) )은 신경계, 전립선, 신장 및 소장에서 가장 많이 발현되는 II 형 막통과 아연 메탈로펩티다제이다. 이는 전립선 암에서 종양 마커로 간주된다. 본 명세서에 사용된 "인간 전립선-특이적 막항원" 또는 "PSMA"라는 용어는 바람직하게 인간 FOLH1 유전자에 의해 부호화된 단백질을 지칭한다. 보다 바람직하게, 상기 용어는 UniProt Acc. No. Q04609(엔트리 버전 186, 2017 년 5 월 10 일 최종 수정됨)를 특징으로 하는 단백질, 또는 이의 기능적 변이체, 동형, 단편 또는 (번역-후 또는 다르게 변형된) 유도체를 의미한다.
PSMA-결합 독립체는 일반적으로 (인간) 전립선-특이적 막 항원에 선택적으로 (및 선택적으로 비가역적으로) 결합할 수 있는 결합 독립체일 수 있다 (Chang Rev Urol. 2004; 6 (Suppl 10) : S13-S18 참조).
PSMA 결합 독립체는 바람직하게 PSMA에 대한 선택적 친화성을 부여하는 능력에 의해 선택된다. 바람직한 PSMA 결합 독립체는 WO 2013/022797 A1, WO 2015/055318 A1 및 EP 2862857 A1에 기재되어 있으며, 이들은 이들의 전문이 본 명세서에 참조로 포함된다.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트에서, PSMA 결합 독립체는 바람직하게 일반식 (5)인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00029
(5)
여기서
X는 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며, 및
b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이다.
바람직한 PSMA 결합 독립체에서, b는 1, 2, 3, 4 또는 5로부터 선택된 정수일 수 있으며, R3, R4 및 R5는 각각 CO2H일 수 있으며, X는 O일 수 있다.
링커
본 발명의 컨쥬게이트에서, PSMA 결합 독립체는 적합한 링커를 통해 -CH- "분지점"에 부착/연결된다. 본 명세서에서 "링커"라는 용어는 PSMA 결합 독립체 및 -CH- "분지점"사이의 거리를 연결(connecting) 또는 연결(linking)하고 따라서 PSMA 결합 독립체 및 -CH- "분지점" 사이의 거리를 스패닝(spanning), 및/또는 잔여 컨쥬게이트로부터 떨어진 PSMA 결합 독립체를 "스패닝"하는 그룹을 구체적으로 지칭하기 위해 사용된다.
상기 링커는 바람직하게 PSMA 결합 독립체 및 본 발명의 컨쥬게이트의 다른 그룹 또는 독립체 사이의 입체 장애를 회피하고 충분한 유동성과 유연성을 보장할 수 있다. 또한, 링커는 바람직하게 PSMA-컨쥬게이트 복합체의 내재화를 통해 충분한 HSA 결합, 고친화성 PSMA 결합, 및 PSMA 양성 세포의 신속하고 선택적으로 선택적 침투를 부여, 지원 및/또는 허용하도록 설계될 수 있다.
PSMA 결합 독립체, 및 특히 일반식 (5)의 바람직한 PSMA 결합 독립체는 바람직하게 예를 들어 EP 2 862 857 A1에 기재된 적합한 링커를 통해 본 발명의 컨쥬게이트에에 연결될 수 있다. 상기 링커는 바람직하게는 PSMA 결합 및 세포 흡수 및 내재화를 증가시키기 위해 본 발명의 컨쥬게이트에에 최적화된 친유성 특성을 부여할 수 있다. 링커는 바람직하게는 하나 이상의 사이클릭 그룹 및 하나 이상의 방향족 그룹(특히 그룹 Q 및 W)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트에서, 바람직한 링커는 일반식 (6)인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00030
(6)
여기서
X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
Q는 치환된 또는 비치환된, 아릴, 알킬아릴 또는 사이클로알킬, 바람직하게 치환된 또는 비치환된 C5-C14 아릴, C5-C14 알킬아릴 또는 C5-C14 사이클로알킬로부터 선택되며,
W는 -(CH2)c-아릴 또는 -(CH2)c-헤테로아릴로부터 선택되며, 상기 c는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 1로부터 선택된 정수이다.
특정 이론에 구속되지 않으면서, 링커(특히 Q, W) 내에서 또는 펜던트(pendant)로부터의 친수성 또는 극성 작용기가 유리하게 본 발명의 컨쥬게이트의 PSMA-결합 특성을 향상시킬 수 있다고 생각된다.
Q가 치환된 아릴, 알킬아릴 또는 시클로알킬인 경우, 예시적인 치환기는 상기 "정의" 섹션에 열거되고 할로겐(즉, F, Cl, Br 및 I); 하이드록실; 알콕시, 알케녹시, 알키녹시, 아릴옥시, 아랄킬옥시, 헤테로시클릴옥시 및 헤테로시클릴알콕시 그룹; 카르보닐(옥소); 카르복실; 에스테르; 우레탄; 옥심; 하이드실아민; 알콕시아민; 아랄콕시아민; 티올; 황화물; 설폭사이드; 설폰; 술포닐; 설폰아미드; 아민; N- 옥사이드; 히드라진; 히드라지드; 히드라존; 아지드; 아미드; 우레아; 아미딘; 구아니딘; 엔아민; 이미드; 이소시아네이트; 이소티오시아네이트; 시아네이트; 티오시아네이트; 이민; 니트로기; 니트릴(즉, CN), 할로알킬, 아미노알킬, 히드록시알킬, 시클로알킬을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, Q는 치환 또는 비치환된 C5-C7 시클로알킬로부터 선택될 수 있다.
바람직하게, W는 -(CH2)c-나프틸, -(CH2)c-페닐, -(CH2)c-비페닐, -(CH2)c-인돌릴, -(CH2)c-벤조티아졸릴로부터 선택될 수 있으며, 상기 c는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10로부터 선택된 정수이다. 보다 바람직하게는, W는 -(CH2)-나프틸, -(CH2)-페닐, -(CH2)-비페닐, -(CH2)c-인돌릴, -(CH2)-벤조티아졸릴로부터 선택될 수 있다.
바람직하게, 각각의 X는 O일 수 있다.
따라서, 본 발명의 컨쥬게이트에 PSMA 결합 독립체를 연결하는 특히 바람직한 링커는 하기 구조식(6a)인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00031
(6a)
본 발명에 따른 및 본 명세서에 제시된 구조식 중 임의의 것을 특징으로 하는 플레이스 홀더(plcaeholders)에 의해 식별된 치환기 또는 그룹은 (적용 가능한 경우) 다음과 같이 정의될 수 있다.
D는 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택된다. 보다 바람직하게, D는 DOTA, NODAGA, 또는 이의 유도체로부터 선택될 수 있다.
X는 바람직하게 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택될 수 있다. 보다 바람직하게, 각각의 X는 O일 수 있다.
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 비분지 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며, 상기 R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택된다. 보다 바람직하게, R1은 H일 수 있으며 R2는 할로겐, 바람직하게 요오드 또는 브롬, 및 C1-6 알킬, 바람직하게 C1-3 알킬, 더욱 더 바람직하게 메틸로부터 선택될 수 있다. 더욱 더 바람직하게 R1은 H일 수 있으며 R2는 H이거나 또는 파라 위치에 있을 수 있으며 요오드, 브롬 및 메틸로부터 선택된다.
Y는 바람직하게 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형 C1-C12 알킬로부터 선택될 수 있으며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 적어도 하나의 할로겐, 분지, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 치환되며, 상기 하나 이상의 비-인접 CH2-그룹은 O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH-, -C
Figure pct00032
-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 교체될 수 있으며, 상기 R6 및 R7은 H 또는 분지, 비분지 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 각각 독립적으로 선택된다. 보다 바람직하게 Y는 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C12 하이드로카빌, 더욱 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C10 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C6 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C3 하이드로카빌일 수 있다. 가장 바람직하게, Y는 -(CH2)3-일 수 있다.
R3, R4 및 R5는 바람직하게 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 각각 독립적으로 선택될 수 있으며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 각각 독립적으로 선택된다. 더욱 바람직하게 R3, R4 및 R5는 -CO2H일 수 있다.
스페이서는 바람직하게는 하나 이상의 C-N 결합을 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 스페이서는 본 명세서에 정의된 바와 같은 화학식 (3a), (3b) 또는 (3c)를 특징으로 할 수 있다.
링커는 바람직하게는 본 명세서에 정의된 바와 같은 일반식 (6)을 특징으로 할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 링커는 본 명세서에 정의된 바와 같은 화학식 (6a)를 특징으로 할 수 있다.
Q는 바람직하게 치환된 또는 비치환된 아릴, 알킬아릴 및 사이클로알킬, 바람직하게 치환된 또는 비치환된 C5-C14 아릴, C5-C14 알킬아릴 또는 C5-C14 사이클로알킬로부터 선택될 수 있다.
W는 바람직하게 -(CH2)c-아릴 또는 -(CH2)c-헤테로아릴로부터 선택될 수 있으며, 상기 c는 바람직하게 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 1로부터 선택된 정수이다.
A는 바람직하게 아미노산 잔기일 수 있다. 더욱 바람직하게, A는 (D-)아스파르테이트, (D-)글루타메이트 또는 (L-리신)으로부터 선택될 수 있다.
V는 바람직하게 단일 결합, N, 또는 선택적으로 치환된 3개 이하의 헤테로원자를 포함하는 C1-C12 하이드로카빌로부터 선택될 수 있으며, 상기 헤테로원자는 바람직하게 N으로부터 선택된다.
n은 바람직하게 1, 2, 3, 4 또는 5, 바람직하게 1, 2 또는 3으로부터 선택된 정수일 수 있다.
m은 바람직하게 0 또는 1일 수 있다.
a, b, p, q, r, t는 바람직하게 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 서로 독립적으로 선택된 정수일 수 있다.
상기에 따르면, 본 발명에 따른 바람직한 컨쥬게이트는 일반식 (1a) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체를 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00033
(1a)
여기서
D는 킬레이터이며, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 비분지 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 상기 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며,
상기 링커는 본 명세서에 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 및
a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이다.
보다 바람직하게, 본 발명의 컨쥬게이트는 일반식 (12.4) 또는 (13.4)를 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00034
(12.4)
Figure pct00035
(13.4)
여기서
D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
R1 및 R2는 바람직하게 H, 할로겐, 바람직하게 요오드 또는 브롬, 및 C1-6 알킬, 바람직하게 C1-3 알킬, 더욱 더 바람직하게 메틸로부터 서로 독립적으로 선택되며;
상기 링커는 상기 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게 상기 링커는 상기 정의된 일반식 (6a)인 것을 특징으로 하며,
a, b, d, m, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10로부터 각각 독립적으로 선택된 정수이며, a 및 b는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6으로부터 각각 독립적으로 선택된 정수이며; b, d 및 m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6로부터 각각 독립적으로 선택된 정수이다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 컨쥬게이트는 일반식 (1b) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure pct00036
(1b)
여기서
D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
Q는 치환된 또는 비치환된 아릴, 알킬아릴 및 사이클로알킬로부터 선택되며,
W는 -(CH2)d-아릴 또는 -(CH2)d-헤테로아릴로부터 선택되며,
R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지, 선형 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌로부터 각각 독립적으로 선택되며 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자를 포함하며 선택적으로 F, Cl, Br, I, 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, OR7, OCOR7, COOR7, CHO, COR7 CH2OR7, NR7R8, CH2NR7R8, 및 SR8 , =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며, 상기 R7 및 R8는 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 각각 독립적으로 선택되며; 바람직하게 R1 및 R2는 H, Br, I 및 선형 C1-C12 알킬로부터 각각 독립적으로 선택되며;
R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 상기 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
a, b, d, p, q, r, s 및 t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 서로 독립적으로 선택된 정수이며, 및
상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함한다.
일반식 (1b)에 따른 본 발명의 바람직한 컨쥬게이트에서, 하기 정의 중 임의의 하나, 바람직하게 적어도 둘, 더욱 바람직하게 적어도 셋, 더욱 바람직하게 적어도 넷, 또는 가장 바람직하게 하기 정의의 모두는 "D", "Q", "W", "a", "b", "R1", "R2", R3", "R4" 및/또는 "R5"에 대하여 적용될 수 있다:
D는 임의의 적절한 킬레이터(예를 들어 본 명세서에 정의된)로부터 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게 D는 DOTA, DOTA, HBED-CC, NOTA, NODAGA, DOTAGA, TRAP, NOPO, PCTA, DFO, DTPA 또는 이의 유도체로부터 선택될 수 있다. 가장 바람직하게 D는 DOTA, NODAGA, DO3AP, DO3APPrA 또는 DO3APABn로부터 선택될 수 있다.
Q는 치환된 또는 비치환된 C5-C7 사이클로알킬로부터 선택될 수 있다. W는 -(CH2)-나프틸, -(CH2)-페닐, -(CH2)-비페닐, -(CH2)-인돌릴 또는 -(CH2)-벤조티아졸릴로부터 선택될 수 있다.
a, b는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6으로부터 선택된 정수일 수 있다.
R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, 요오드 및 C1-C3 알킬로부터 선택될 수 있으며, 및 R3, R4 및 R5는 각각 CO2H일 수 있다.
이러한 바람직한 컨쥬게이트는 일반식 (1c) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00037
(1c)
여기서
하기 정의 중 임의의 하나, 바람직하게 적어도 둘, 더욱 바람직하게 적어도 셋, 또는 가장 바람직하게 모두는 "D", "a", "R1", 및/또는 "R2"에 대해 적용될 수 있다:
D는 DOTA, DOTA, HBED-CC, NOTA, NODAGA, DOTAGA, TRAP, NOPO, PCTA, DFO, DTPA 또는 이의 유도체로부터 선택될 수 있다. 가장 바람직하게 D는 DOTA, NODAGA, DO3AP, DO3APPrA 또는 DO3APABn로부터 선택될 수 있으며,
a는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6으로부터 선택된 정수일 수 있으며,
R1 및 R2는 H, 요오드 또는 C1-C3 알킬로부터 각각 독립적으로 선택되며, 및
상기 스페이서는 적어도 하나의 C-N 결합을 포함한다.
일반식 (1c)의 바람직한 컨쥬게이트에서,
a는 0일 수 있으며, 및
상기 스페이서는 -[CHR10]u-NR11-일 수 있으며, 상기 R10 및 R11은 H 및 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌로부터 각각 독립적으로 선택될 수 있으며, 상기 u는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수일 수 있다. 일반식 (1a)의 바람직한 컨쥬게이트에서, 스페이서는 화학식 (3a)를 특징으로 한다. 따라서, 이러한 바람직한 컨쥬게이트는 일반식 (7a), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00038
(7a)
상기
D는 DOTA, DOTA, HBED-CC, NOTA, NODAGA, DOTAGA, TRAP, NOPO, PCTA, DFO, DTPA 또는 이의 유도체로부터 선택될 수 있다. 가장 바람직하게, D는 DOTA, NODAGA, DO3AP, DO3APPrA 또는 DO3APABn로부터 선택될 수 있으며,
R1 및 R2는 H, 요오드 또는 C1-C3 알킬로부터 각가가 독립적으로 선택될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 바람직한 컨쥬게이트는 화학식 (7a)(i), (7a)(ii) 또는 (7a)(iii), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00039
Figure pct00040
일반식 (7a)(i)를 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 "PSMA-06" 또는 "PSMA-ALB-06"로 지칭된다.
일반식 (7a)(ii)를 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 "PSMA-03" 또는 "PSMA-ALB-03"로 지칭된다. 일반식 (7a)(iii)를 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 "PSMA-89" 또는 "PSMA-ALB-89"로 지칭된다.
그렇지 않으면 일반식 (1c)의 바람직한 컨쥬게이트에서, 스페이서는 적어도 하나의 아미노산 잔기, 바람직하게 (D-/L-)아스파르테이트, 글루타메이트 또는 리신으로부터 선택된 것을 포함한다. 바람직하게, 상기 스페이서는 적어도 1, 2, 3, 4 또는 5개까지의 아미노산 잔기(들)를 포함할 수 있으며, 바람직하게 (D-/L-)아스파르테이트, 글루타메이트 또는 리신 아미노산 잔기로부터 독립적으로 선택된다.
이러한 컨쥬게이트는 바람직하게 일반식 (3b) 또는 (3c)에 따른 스페이서를 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 바람직한 컨쥬게이트는 일반식 (7b), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00041
(7b)
여기서
D는 DOTA, DOTA, HBED-CC, NOTA, NODAGA, DOTAGA, TRAP, NOPO, PCTA, DFO, DTPA 또는 이의 유도체로부터 선택될 수 있다. 가장 바람직하게 D는 DOTA, NODAGA, DO3AP, DO3APPrA 또는 DO3APABn로부터 선택될 수 있으며,
R1 및 R2는 H, 요오드 또는 C1-C3 알킬로부터 각각 독립적으로 선택되며,
A는 바람직하게 (D-)아스파르테이트, (D-)글루타메이트 또는 (L-리신)으로부터 선택된 아미노산 잔기이며,
V는 단일 결합, N, 또는 선택적으로 치환된 3개 이하의 헤테로원자를 포함하는 C1-C12 하이드로카빌로부터 선택되며, 상기 헤테로원자는 바람직하게 N으로부터 선택되며,
n은 1, 2, 3, 4 또는 5, 바람직하게 1, 2 또는 3으로부터 선택된 정수이며,
및 a는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6으로부터 선택된 정수이다.
구체적으로, 이러한 컨쥬게이트는 화학식 (7b)(i), (7b)(ii) 또는 (7b)(iii), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 할 수 있다:
Figure pct00042
(7b)(i)
화학식 (7b)(i), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 PSMA-05 또는 "PSMA-ALB-05"로 지칭된다.
Figure pct00043
(7b)(ii)
화학식 (7b)(ii), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 "PSMA-07" 또는 "PSMA-ALB-07"로 지칭된다.
Figure pct00044
(7b)(iii)
화학식 (7b)(iii) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 "PSMA-08" 또는 "PSMA-ALB-08"로 지칭된다.
Figure pct00045
(7b)(iv)
화학식 (7b)(iv)를 특징으로 하는 컨쥬게이트는 또한 본 명세서에서 "PSMA-04" 또는 "PSMA-ALB-04"로 지칭된다.
본 발명은 추가로 구조식 (14), (15) 및 (16)을 특징으로 하는 컨쥬게이트를 제공한다:
Figure pct00046
(14)
Figure pct00047
(15)
Figure pct00048
(16)
약학적으로 허용 가능한 염
본 발명은 본 명세서에 기술된 컨쥬게이트의 약학적으로 허용 가능한 염을 추가로 포함한다.
약학 조성물의 제조는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 본 발명의 컨쥬게이트의 약학적으로 허용가능한 염은 통상적인 절차, 예를 들어 본 발명에 따른 컨쥬게이트의 임의의 유리 염기 및/또는 산을 적어도 화학량론적 양의 원하는 염-형성 산 또는 염기와 각각 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 약학적으로 허용 가능한 염은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 아연 및 암모늄과 같은 무기 양이온을 갖는 염 및 유기 염기를 갖는 염을 포함한다. 적합한 유기 염기는 N-메틸-D-글루카민, 아르그민(argmme), 벤자틴, 디올아민, 올라민, 프로캄 및 트로메타민을 포함한다. 본 발명에 따른 약학적으로 허용 가능한 염은 또한 유기 또는 무기 산으로부터 유도된 염을 포함한다. 적합한 음이온은 아세테이트, 아디페이트, 베실레이트, 브로마이드, 캄실레이트, 클로라이드, 시트레이트, 에디실레이트, 에스톨레이트, 푸마레이트, 글루셉테이트, 글루코네이트, 글루코로네이트, 히푸레이트, 하이클레이트, 히드로브로마이드, 히드로클로라이드, 요오다이드, 이세티오네이트, 락테이트, 락토비오네이트, 말레에이트, 메실레이트, 메틸브로마이드, 메틸설페이트, 나프실레이트, 니트레이트, 올레에이트, 파모에이트, 포스페이트, 폴리갈락투로네이트, 스테아레이트, 숙시네이트, 설페이트, 설포살리실레이트, 탄네이트, 타르트레이트, 테레프탈레이트, 토실레이트 및 트리에티오다이드를 포함한다.
복합체화/비-복합체화된 형태
본 발명은 본 명세서에 기술된 컨쥬게이트를 추가로 포함하며, 킬레이트제 D는 금속 이온(예를 들어 방사성 핵종)과 복합체화될 수 있거나 또는 복합체화되지 않을 수 있다.
"방사성 핵종"(또는 "방사성 동위원소")라는 용어는 중성자 대 양성자의 불안정한 비율을 갖는 천연 또는 인공 기원의 동위 원소를 의미하며, 이는 미립자 (즉 양성자(알파선) 또는 전자(베타선) 또는 전자기선(감마선))의 방출과 함께 분해된다. 다시 말해, 방사성 핵종은 방사성 붕괴를 겪는다. 킬레이트제 D는 임의의 알려진 방사성 핵종과 복합체화될 수 있다. 상기 방사성 핵종은 바람직하게 암 영상화 또는 치료에 유용할 수 있다. 이러한 방사성 핵종은 94Tc, 99mTc, 90In, 111In, 67Ga, 68Ga, 86Y, 90Y, 177Lu, 151Tb, 186Re, 188Re, 64Cu, 67Cu, 55Co, 57Co, 43Sc, 44Sc, 47Sc, 225Ac, 213Bi, 212Bi, 212Pb, 227Th, 153Sm, 166Ho, 152Gd, 153Gd, 157Gd, 또는 166Dy를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 적절한 방사성 핵종의 선택은 이중에서도 킬레이트제 D의 화학적 구조 및 킬레이팅 능력, 및 생성 (복합체화) 컨쥬게이트(예를 들어 진단 대 치료)의 의도되는 적용에 따를 수 있다. 예를 들어, 90Y, 131I, 161Tb 및 177Lu와 같은 베타-방출자는 동시 전신 방사성 핵종 치료에 사용될 수 있다. 킬레이터와 같은 DOTA의 제공은 유리하게도 방사성 핵종으로 68Ga, 43,44,47Sc, 177Lu, 161Tb, 225Ac, 213Bi, 212Bi, 212Pb의 사용을 가능하게 한다.
일부 바람직한 실시예에서, 방사성 핵종은 177Lu일 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 방사성 핵종은 44Sc일 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 방사성 핵종은 64Cu 일 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 방사성 핵종은 68Ga일 수 있다.
적합한 컨쥬게이트 및 방사성 핵종을 선택하는 것은 당업자의 기술 및 지식 내에 있다. 예를 들어, 일부 바람직한 실시예에서, 킬레이터는 DOTA일 수 있으며 방사성 핵종은 177Lu일 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 킬레이터는 DOTA일 수 있으며 방사성 핵종은 68Ga일 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 킬레이터는 DOTA일 수 있으며 방사성 핵종은 44Sc일 수 있다. 또 추가적으로 바람직한 실시예에서, 킬레이터는 DOTA일 수 있으며 방사성 핵종은 64Cu일 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 킬레이터는 NODAGA 일 수 있으며 방사성 핵종은 64Cu일 수 있다.
에스터 및 전구약물
본 발명은 추가로 본 발명의 컨쥬게이트를 이들의 에스테르화된 형태로, 특히 유리 카르복실산기가 에스테르화된 형태로 포함한다. 적절한 에스테르화된 화합물은 본 발명의 컨쥬게이트의 전구 약물의 형태일 수 있다. 적절한 에스테르 전구약물은 포화된 및 비포화된 C8-C18 지방산을 포함하는 다양한 알킬 에스테르를 포함한다.
거울상이성질체(Enantiomers)
본 명세서에 개시된 컨쥬게이트는 특히 기하학적 또는 입체이성질체 형태로 존재할 수 있다. 추가로, 화합물은 또한 광학적으로 활성일 수 있다. 본 발명의 컨쥬게이트는 또한 시스- 및 트랜스-이성질체, R- 및 S-거울상이성질체, 부분입체이성질체, (D)-이성질체, (L)-이성질체, 이들의 라세미 혼합물, 및 다른 이의 혼합물들을 포함할 수 있다. 알킬기와 같은 치환기에 추가적인 비대칭 탄소 원자가 존재할 수 있다. 예를 들어, 그룹 또는 컨쥬게이트의 특정한 거울상이성질체가 요구되는 경우, 비대칭 합성에 의해 또는 키랄성 보조제로 유도에 의해 제조될 수 있으며, 여기서 생성된 부분입체이성질체 혼합물이 분리되고 보조기가 절단되어 순수한 목적의 거울상 이성질체를 제공한다. 그렇지 않으면, 그룹 또는 컨쥬게이트가 아미노와 같은 염기성 작용기 또는 카르복실과 같은 산성 작용기를 함유하는 경우, 부분입체이성질체 염은 적절한 광학 활성 산 또는 염기와 함께 형성되고, 이후 따라 부분입체이성질체가 분해(resolution)되고 이에 따라 기술 분야에 잘 알려진 분별 결정화 또는 크로마토그래피 수단에 의해 형성되고, 이후 순수한 거울상이성질체가 회수된다.
"입체 이성질체"는 그 화합물의 다른 입체 이성질체가 실질적으로 없는 화합물의 하나의 입체 이성질체이다. 따라서, 하나의 키랄 중심을 갖는 입체적으로 순수한 화합물에는 화합물의 반대 거울상이성질체가 실질적으로 없다. 2개의 키랄 중심을 갖는 입체적으로 순수한 화합물에는 화합물의 다른 부분입체이성질체가 실질적으로 없다. 통상적으로 입체적으로 순수한 화합물은 약 80 중량% 초과의 화합물의 하나의 입체이성질체 및 약 20 중량% 미만의 화합물의 다른 입체이성질체, 예를 들어 약 90 중량% 초과의 화합물의 하나의 입체이성질체 및 약 10 중량% 미만의 화합물의 다른 입체이성질체, 또는 약 95 중량% 초과의 화합물의 하나의 입체이성질체 및 약 5 중량% 미만의 화합물의 다른 입체이성질체, 또는 약 97 중량% 초과의 화합물의 하나의 입체이성질체 및 약 3 중량% 미만의 화합물의 다른 입체이성질체를 포함한다.
따라서, 본 명세서에 개시된 모든 화합물은 이의 거울상이성질체 및/또는 입체이성질체를 포함한다.
방사성 표지된 복합체
추가적 측면에 따르면, 본 발명은 방사성 표지된 복합체의 제조를 위한 본 발명의 컨쥬게이트의 용도에 관한 것이다. 이러한 방사성 표지된 복합체는 바람직하게는 본 발명에 따른 컨쥬게이트 및 방사성 핵종을 포함한다. 킬레이트제 D는 바람직하게 방사성 표지된 복합체를 형성하는 방사성 핵종을 조정한다. 적절한 방사성 핵종은 테라그노스틱(theragnostic) 금속 동위원소로부터 선택될 수 있으며, 94Tc, 99mTc, 90In, 111In, 67Ga, 68Ga, 86Y, 90Y, 177Lu, 151Tb, 186Re, 188Re, 64Cu, 67Cu, 55Co, 57Co, 43Sc, 44Sc, 47Sc, 225Ac, 213Bi, 212Bi, 212Pb, 227Th, 153Sm, 166Ho, 152Gd, 153Gd, 157Gd, 또는 166Dy를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
추가적 측면에 따르면, 본 발명은 방사성 핵종 (바람직하게는 상기 군으로부터 선택됨) 및 본 발명에 따른 컨쥬게이트를 포함하는 복합체를 제공한다.
약학 조성물
추가적 측면에 따르면, 본 발명은 본 발명의 컨쥬게이트 (본 명세서에 기술된 바와 같은 약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 또는 방사성 표지된 착물 포함) 및 약학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 포함하는 약학 조성물을 제공한다.
"약학적으로 허용가능한"이라는 용어는 본 발명의 컨쥬게이트와 상용성이고 이의 진단 또는 치료 활성을 방해 및/또는 실질적으로 감소시키지 않는 화합물 또는 작용제를 지칭한다. 약학적으로 허용가능한 담체는 바람직하게는 치료될 대상체에게 투여하기에 적합하도록 충분히 높은 순도 및 충분히 낮은 독성을 갖는다.
제형, 담체 및 부형제
약학적으로 허용되는 부형제는 상이한 기능적 역할을 나타낼 수 있으며, 희석제, 충전제, 증량제, 담체, 붕해제, 결합제, 윤활제, 활택제, 코팅제, 용매 및 공용매, 완충제, 방부제, 보조제, 산화방지제, 습윤제(wetting agents), 소포제, 증점제, 감미제, 향미제 및 습윤제(humectants)를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
적합한 약학적으로 허용 가능한 부형제는 통상적으로 (약학) 조성물의 제형에 기초하여 선택된다
액체 형태의 (약학) 조성물의 경우, 일반적으로 유용한 약제 학적으로 허용되는 부형제는 용매, 희석제 또는 담체, 예를 들어 (피로겐 없는) 물, (등장성) 식염수 용액, 예컨대 포스페이트 또는 시트레이트 완충 식염수, 고정유, 식물성 오일, 예를 들어, 땅콩유, 면실유, 참기름, 올리브유, 옥수수유, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등); 레시틴; 계면활성제; 보존제, 예컨대 벤질알코올, 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 아스코르브산, 티메로살 등; 등장성 물질, 예를 들어 당, 폴리알콜, 예컨대 매니톨, 소르비톨 또는 염화나트륨; 알루미늄 모노스테아레이트 또는 젤라틴; 아스코르브산 또는 중아황산나트륨과 같은 항산화제; 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA)과 같은 킬레이트제; 아세테이트, 시트레이트 또는 포스페이트와 같은 완충제 및 염화나트륨 또는 덱스트로스와 같은 장성(tonicity) 조절제를 포함한다. pH는 염산 또는 수산화 나트륨과 같은 산 또는 염기로 조정할 수 있다. 완충제는 특정 기준 배지와 관련하여 고장성, 등장성 또는 저장성일 수 있으며, 즉 완충제는 특정 기준 배지와 관련하여 더 높거나 동일하거나 더 낮은 염 함량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 언급된 염의 이러한 농도가 사용될 수 있으며, 삼투 또는 기타 농도 효과로 인한 세포 손상을 유발하지 않는다. 기준 배지는 예를 들어 혈액, 림프액, 세포질액 또는 다른 체액과 같은 생체 내(in vivo) 방법으로 발생하는 액체, 또는 예를 들어 일반적인 완충액 또는 액체와 같은 시험 관내(in vitro) 방법에서 기준 배지로서 사용될 수 있는 액체이다. 이러한 일반적인 완충액 또는 액체는 당업자에게 공지되어 있다.
주사, 특히 i.v. 주사를 통해 투여되는 액체 (약학) 조성물은 바람직하게는 제조 및 보관 조건하에서 멸균 및 안정적이어야 한다. 이러한 조성물은 통상적으로 피로겐이 없고, 적합한 pH를 가지며, 등장성이고 활성 성분(들)의 안정성을 유지하는 비경구적으로 허용되는 수용액으로서 제형화된다.
액체 약학 조성물의 경우, 적합한 약학적으로 허용 가능한 부형제 및 담체는 물, 전형적으로 피로겐이 없는 물; 등장성 식염수 또는 완충(수성) 용액, 예를 들어 포스페이트, 시트레이트 등을 포함한다. 특히 본 발명의 (약학) 조성물의 주사를 위해, 물 또는 바람직하게는 완충제, 보다 바람직하게는 수성 완충제가 사용될 수 있으며, 예를 들어 나트륨 염, 예를 들어 적어도 50 mM의 나트륨염, 칼슘염, 예를 들어 적어도 0.01 mM의 칼슘염, 및 임의로 칼륨염, 예를 들어 적어도 3 mM 의 칼륨염을 포함할 수 있다.
나트륨, 칼슘 및 선택적으로, 칼륨염은 이들의 할로겐화물 형태, 예를 들어 염화물, 요오드화물, 또는 브롬화물의 형태, 이들의 수산화염, 탄산염, 탄산수소염, 또는 황산염 등의 형태일 수 있다. 나트륨염의 예시는 예를 들어 NaCl, NaI, NaBr, Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4를 포함하며, 선택적인 칼륨염의 예시는 예를 들어 KCl, KI, KBr, K2CO3, KHCO3, K2SO4를 포함하며, 칼슘염의 예시는 예를 들어 CaCl2, CaI2, CaBr2, CaCO3, CaSO4, Ca(OH)2를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상술한 양이온의 유기 음이온은 완충제에 포함될 수 있다.
상기 정의된 바와 같은 주사 목적에 적합한 완충제는 염화나트륨(NaCl), 염화칼슘 (CaCl2) 및 임의로 염화칼륨 (KCl)으로부터 선택된 염을 함유할 수 있으며, 여기서 추가 음이온은 염화물에 추가로 존재할 수 있다. CaCl2는 또한 KCl과 같은 다른 염으로 대체될 수 있다. 통상적으로, 주사 완충제 중의 염은 50 mM 이상의 염화나트륨(NaCl), 3mM 이상의 염화칼륨(KCl) 및 0.01mM 이상의 염화칼슘(CaCl2)의 농도로 존재한다. 주사 완충액은 특정 기준 배지와 관련하여 고장성, 등장성 또는 저장성일 수 있으며, 즉 완충제는 특정 기준 배지와 관련하여 더 높거나 동일하거나 더 낮은 염 함량을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 언급된 염의 이러한 농도는 삼투 또는 기타 농도 효과로 인한 세포 손상을 유발하지 않게 사용될 수 있다.
(반) 고체 형태의 (약학) 조성물의 경우, 적합한 약학적으로 허용 가능한 부형제 및 담체는 결합제, 예컨대 미세결정질셀룰로스, 검 트라가칸스 또는 젤라틴; 전분 또는 유당; 예를 들어, 락토스, 글루코스 및 수크로스와 같은 당; 전분, 예를 들어 옥수수 전분 또는 감자 전분; 셀룰로스 및 이의 유도체, 예를 들어 나트륨 카르복시메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스, 셀룰로스 아세테이트; 알긴산과 같은 붕해제; 스테아르산 마그네슘과 같은 윤활제; 스테아르산, 스테아르산 마그네슘과 같은 활택제; 황산칼슘, 콜로이드 이산화규소 등; 수크로스 또는 사카린과 같은 감미제; 및/또는 향미제, 예를 들어 페퍼민트, 메틸살리실레이트 또는 오렌지 향미제를 포함한다.
일반적으로, 국소 투여용 (약학) 조성물은 크림, 연고, 겔, 페이스트 또는 분말로서 제형화 될 수 있다. 경구 투여용 (약학) 조성물은 정제, 캡슐제, 액체, 분말 또는 서방형으로 제형화 될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 (약학) 조성물은 특히 정맥 내 또는 종양 내 주사를 통해 비경구 투여되고, 따라서 본 명세서의 다른 곳에서 논의된 바와 같이 비경구 투여를 위해 액체 또는 동결 건조 형태로 제형화된다. 비경구 제형은 통상적으로 바이알, IV 백, 앰풀, 카트리지 또는 미리 충전된 주사기에 저장되고 주사, 흡입제 또는 에어로졸로 투여될 수 있으며, 주사가 바람직하다.
(약학) 조성물은 동결 건조된 형태로 제공될 수 있다. 동결 건조된 (약학) 조성물은 바람직하게는 투여 전에 유리하게는 수성 담체를 기준으로 적합한 완충제 중에서 재구성된다.
(약학) 조성물은 바람직하게 안전하고 유효한 양의 본 발명의 컨쥬게이트(들) 또는 방사성 표지된 복합체(들)를 포함한다.
본 명세서에 사용된 "안전하고 유효한 양"은 치료될 질환의 진단 및/또는 현저한 양성적인 변화를 유발하기에 충분한 양의 제제(들)를 의미한다. 그러나 동시에 “안전하고 유효한 양”은 심각한 부작용을 피할 수 있을 정도로 작으며, 즉 이점과 위험 사이의 합리적인 관계를 허용한다. "안전하고 유효한 양"은 또한 진단 또는 치료될 특정 상태 및 치료될 환자의 연령 및 신체 상태, 상태의 중증도, 치료 기간, 병행 요법의 성질, 사용된 특정 약학적으로 허용 가능한 부형제 또는 담체, 및 유사한 요인과 관련하여 다양할 것이다.
본 발명의 컨쥬게이트는 또한 약제의 제조, 바람직하게는 암 치료, 특히 전립선암, 췌장암, 신장암 또는 방광암의 치료 및/또는 예방에 사용하기 위해 제공된다.
키트
추가의 측면에 따르면, 본 발명은 본 발명의 컨쥬게이트 (들) (약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 또는 방사성 표지된 착물 포함) 및/또는 본 발명의 약학 조성물(들)을 포함하는 키트에 관한 것이다.
선택적으로, 상기 키트는 방사성 핵종, 항미생물제, 가용화제 등을 포함하는, 약학 조성물과 관련하여 본 명세서에 정의된 바와 같은 하나 이상의 추가 제제를 포함할 수 있다.
상기 키트는 적합한 용기에 상기 예시된 임의의 성분을 포함하는 둘 이상의 부분들(parts)로 이루어진 키트일 수 있다. 예를 들어, 상기 용기가 바람직하게는 성분들의 조기 혼합을 방지한다면, 각 용기는 바이알, 병, 스퀴즈 병, 병, 밀봉된 슬리브, 봉투 또는 파우치, 튜브 또는 블리스터 패키지 또는 임의의 다른 적합한 형태일 수 있다. 상이한 구성 요소들 각각은 개별적으로 제공될 수 있거나, 또는 상이한 구성 요소들 중 일부가 함께 (즉, 동일한 용기 내에) 제공될 수 있다.
하나의 구획의 내용물이 약사 또는 의사가 의도적으로 혼합하기 전에 다른 구획의 내용물과 함께 물리적으로 연관될 수 없는 경우, 상기 용기는 바이알, 튜브, 병, 또는 봉투, 또는 슬리브 또는 블리스터 패키지 또는 병 내의 구획 또는 챔버일 수도 있다.
상기 키트 또는 부분들의 키트는 또한 이의 성분의 투여 및 투여량에 관한 정보를 갖는 기술설명서를 포함할 수 있다.
치료 및 진단 방법 및 용도
추가의 측면에 따르면, 본 발명은 본 발명의 컨쥬게이트 (약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 및 방사성 표지된 복합체 포함), 의약 및/또는 진단에 사용하기 위한 약학 조성물 또는 키트에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 발명의 컨쥬게이트, 약학 조성물 또는 키트는 인간 의료 목적으로 사용된다. 따라서, 본 발명은 약제로서 사용하기 위한 본 발명의 컨쥬게이트, 약학 조성물 또는 키트를 추가로 포함한다.
본 발명의 컨쥬게이트는 바람직하게는 선택적인 방식으로 전립선-특이적 막 항원(PSMA)을 표적화 할 수 있다. 특정 측면에 따르면, 본 발명은 전립선-특이적 막 항 (PSMA)을 발현하는 세포 및/또는 조직의 존재를 검출하는 방법에 사용하기 위한 본 발명의 컨쥬게이트, 약학 조성물 또는 키트를 제공한다.
PSMA는 특히 악성 암 세포에서 발현된다. 본 명세서에 사용된 "암"이라는 용어는 주변 조직을 침범하고 먼 신체 부위로 전이하는 경향이 있는 세포의 제어되지 않고 일반적으로 빠른 증식을 특징으로 하는 신생물(neoplasm)을 지칭한다. 이 용어는 양성 및 악성 신생물을 포함한다. 암의 악성 종양은 통상적으로 퇴화(anaplasia), 침습성 및 전이를 특징으로 하며; 양성(benign) 악성 종양은 일반적으로 이러한 특성을 갖지 않는다. 상기 용어에는 혈액 및 림프계 암뿐만 아니라 종양 성장을 특징으로 하는 신생물이 포함된다.
구체적으로, PSMA는 전립선암 세포, 췌장암 세포, 신장암 세포 또는 방광암 세포에서 임의로 증가된 양으로 발현될 수 있다.
추가의 특정 측면에 따르면, 본 발명은 본 발명의 컨쥬게이트 (약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 및 방사성 표지된 복합체 포함), 전립선암, 췌장암, 신장 암 또는 방광암의 진단, 치료 및/또는 예방 방법에 사용하기 위한 약학 조성물 또는 키트를 제공한다.
"진단(diagnosis)" 또는 "진단(diagnosing)"이라는 용어는 질환의 징후 및 증상으로부터 질병을 확인하는 작용 및/또는 이러한 경우에서 질병을 나타내는 생물학적 마커(유전자 또는 단백질과 같은 것)의 분석을 의미한다.
질병의 "치료(treatment)" 또는 "치료(treating)"라는 용어는 질병의 예방 또는 보호 (즉, 임상 증상이 발생하지 않도록 하는 것); 질병의 억제 (즉, 임상 증상의 발달을 정지 또는 억제함) 및/또는 질병의 완화(즉, 임상 증상의 퇴행을 야기함)를 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 궁극적인 유도성 이벤트 또는 이벤트가 알려지지 않았거나 또는 잠재적이기 때문에, 항상 질병 또는 질환의 "예방(preventing)"과 "억제(suppressing)"가 구별이 가능한 것은 아니다. 따라서, "예방(prophylaxis)"이라는 용어는 "예방" 및 "억제"를 모두 포함하는 "치료"의 유형을 구성하는 것으로 이해될 것이다. 따라서 "치료"라는 용어는 "예방"을 포함한다.
본 명세서에 사용된 "대상", "환자" 또는 "개체"라는 용어는 일반적으로 인간 및 비인간 동물 및 바람직하게는 포유 동물(예를 들어, 마모세트(marmosets), 타마린(tamarins), 거미 원숭이(spider monkeys), 올빼미 원숭이(owl monkeys), 버벳 원숭이(vervet monkeys), 다람쥐 원숭이(squirrel monkeys) 및 개코 원숭이(baboons), 마카크(macaques), 침팬지, 오랑우탄, 고릴라를 포함하는 비인간 영장류); 소; 말; 양; 돼지; 닭; 고양이; 개; 마우스; 쥐; 토끼; 기니피그 등)을 포함하며, 키메라 및 트랜스제닉 동물 및 질병 모델을 포함한다. 본 발명의 맥락에서, "대상"이라는 용어는 바람직하게는 비인간 영장류 또는 인간, 가장 바람직하게는 인간을 지칭한다.
본 명세서에 기술된 암, 특히 전립선암, 췌장암, 신장암 또는 방광암의 진단, 치료 또는 예방과 관련된 용도 및 방법은 바람직하게는 (a) 본 발명의 컨쥬게이트(약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 및 방사선 표지된 복합체를 포함), 약학 조성물 또는 키트를 환자에게 투여하는 단계, 및 (b) 상기 환자로부터 방사선 사진을 얻는 것을 포함한다.
본 발명의 컨쥬게이트, 약학 조성물 또는 키트는 통상적으로 비경구 투여된다. 투여는 바람직하게는 전신적으로, 예를 들어 정맥 내(i.v.), 피하, 근육 내 또는 피내 주사에 의해 달성될 수 있다. 그렇지 않으면, 투여는 예를 들어 종양 내 주사에 의해 국소적으로 달성될 수 있다.
본 발명의 컨쥬게이트, 약학 조성물 또는 키트는 이를 필요로하는 대상에게 하루에 수회, 매일, 격일로, 매주 또는 매월 투여될 수 있다. 바람직하게는, 치료, 진단 또는 예방은 본 발명의 컨쥬게이트, 약학 조성물 또는 키트의 유효량으로 수행된다.
본 발명의 컨쥬게이트의 유효량은 통상적인 실험, 예를 들어 동물 모델을 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 모델에는 토끼, 양, 마우스, 랫트, 개 및 비인간 영장류 모델이 제한없이 포함된다. 본 발명의 컨쥬게이트 또는 방사성 표지된 복합체의 치료 효능 및 독성은 세포 배양 또는 실험 동물에서의 표준 약학 절차, 예를 들어 LD50(군집의 50%를 치사시키는 용량) 및 ED50 (군집의 50%에 치료적으로 유효한 용량)을 결정하기 위해 결정될 수 있다. 독성 및 치료 효과 사이의 투여량 비율은 치료 지수이며 LD50/ED50 비율로 표현될 수 있다. 세포 배양 분석 및 동물 연구로부터 얻은 데이터는 인간에서 사용하기 위한 투여량 범위를 결정하는데 사용될 수 있다. 상기 컨쥬게이트의 투여량은 바람직하게는 독성이 거의 또는 전혀 없는 ED50을 포함하는 순환 농도 범위 내에 있다.
예를 들어, 본 발명의 컨쥬게이트의 치료적 또는 진단적 유효량은 투여 단위당 약 0.001 mg 내지 10 mg, 바람직하게는 약 0.01mg 내지 5 mg, 더욱 바람직하게는 약 0.1mg 내지 2 mg 또는 투여 단위당 약 0.01 nmol 내지 1의 범위, 특히 투여 단위당 1 nmol 내지 1 mmol, 바람직하게 투여 단위당 1 마이크로몰 내지 1 mmol의 범위일 수 있다. 본 발명의 컨쥬게이트의 치료적 또는 진단적 유효량은 (체중 kg 당) 약 0.01 mg/kg 내지 10 g/kg, 바람직하게는 약 0.05 mg/kg 내지 5 g/kg, 보다 바람직하게는 약 0.1 mg/kg 내지 2.5 g/kg의 범위일 수 있다. 유리하게는, 이들의 유리한 약동학적 특성으로 인해, 본 발명의 컨쥬게이트는 바람직하게는 다른 PSMA 리간드보다 더 낮은 용량으로 투여될 수 있다.
상기에 확립된 바와 같이, 본 발명의 컨쥬게이트는 특히 PSMA- 발현 세포의 표적화를 포함하는 테라그노스틱 적용에 적합하다. 본 명세서에서 사용되는 "테라그노스틱(theragnostic)"이라는 용어는 "오직 치료", "오직 진단" 및 "치료 및 진단" 적용을 포함한다. 추가의 측면에서, 본 발명은 (a) 상기 PSMA-발현 세포 및/또는 조직을 본 발명의 컨쥬게이트(약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 및 방사성 표지된 복합체를 포함), 약학 조성물 또는 키트와 접촉시키는 단계 및 (b) 상기 세포 및/또는 조직을 검출하기 위한 검출 수단, 선택적으로 방사선 촬영을 적용하는 단계를 포함하는 전립선-특이적 막 항원(PSMA)을 발현하는 세포 및/또는 조직의 존재를 검출하는 시험 관내(in vitro) 방법에 관한 것이다.
본 발명의 생체(in vivo) 내 및 시험 관내(in vitro) 용도 및 방법에서, 방사선 촬영은 당업계에 공지된 임의의 수단 및 방법을 사용하여 달성될 수 있다. 바람직하게는, 방사선 촬영은 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 또는 단일 광자 방출 계산 단층 촬영 (SPECT)을 포함할 수 있다. 본 발명의 컨쥬게이트의 방사선 촬영에 의해 검출된 표적화된 세포 또는 조직은 바람직하게는 (선택적으로 암성) 전립선 세포 또는 조직, (선택적으로 암성) 비장 세포 또는 조직, 또는 (선택적으로 암성) 신장 세포 또는 조직을 포함할 수 있다.
본 발명의 생체(in vivo) 내 및 시험 관내(in vitro) 용도 및 방법에서, PSMA-발현 세포 또는 조직의 존재는 전립선 종양 (세포), 전이된 전립선 종양 (세포), 신장 종양(세포), 췌장 종양(세포), 방광 종양(세포) 및 이들의 조합의 지시자(indicative)일 수 있다. 따라서, 본 발명의 컨쥬게이트(약학적으로 허용 가능한 염, 에스테르, 용매화물 및 방사성 표지된 복합체 포함), 약학 조성물 및 키트는 특히 전립선암, 신장암, 췌장암 또는 방광암의 진단 (및 선택적으로 치료)에 사용될 수 있다.
본 발명의 신규 화합물은 방사성 의약품, 영상화제 및 암의 치료에 유용하다.
도 1: 50 MBq/nmol로 표지된 (A) 177Lu-PSMA-ALB-01, (B) 177Lu-PSMA-ALB-03, (C) 177Lu-PSMA-ALB-04, (D) 177Lu-PSMA-ALB-05, (E) 177Lu-PSMA-ALB-06, (F) 177Lu-PSMA-ALB-07 및 (G) 177Lu-PSMA-ALB-08의 HPLC-기반 품질 관리(quality control)의 크로마토그램.
도 2: 기준 화합물 177Lu-PSMA-617 (n=3)에 비해 177Lu-PSMA-ALB-01 (n=3), 177Lu-PSMA-ALB-03 (n=3), 177Lu-PSMA-ALB-04 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-05 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-06 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-07 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-08 (n=1)의 n-옥탄올/PBS 분포 계수.
도 3: 기준 화합물 177Lu-PSMA-617 (n=2)에 비해 177Lu-PSMA-ALB-01 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-03 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-04 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-05 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-06 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-07 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-08 (n=2)의 한외 여과 분석으로부터 데이터.
도 4: 기준 화합물 177Lu-PSMA-617 (n=3)에 비해 177Lu-PSMA-ALB-01 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-03 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-04 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-05 (n=1), 177Lu-PSMA-ALB-06 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-07 (n=2), 177Lu-PSMA-ALB-08 (n=2)의 흡수 및 내재화(internalization). PSMApos PC-3 PIP 세포에서 수득된 (A&C) 데이터. PSMAneg PC-3 flu 세포에서 수득된 (B&D) 데이터.
도 5: 177Lu-PSMA-ALB-01 및 177Lu-PSMA-ALB-03 (A), 177Lu-PSMA-ALB-04 및 177Lu-PSMA-ALB-05 (B) 및 177Lu-PSMA-ALB-06, 177Lu-PSMA-ALB-07 및 177Lu-PSMA-ALB-08 (C)으로 치료된 PC-3 PIP/flu 종양을 갖는 마우스의 생체 분포 데이터.
도 6: 177Lu-PSMA-ALB-01-08의 (A) 종양 흡수, (B) 종양/혈액 비율, (C) 종양/신장 비율 및 (D) 종양/간 비율 모두의 최종적인 선택.
도 7: 다른 시점 p.i.에서의 신티그래피(Scintigraphy) 사진.
도 8: 다른 영역의 SPECT-CT 융합 스캔
도 9: 갈리움-68 방사성 표지된 PSMA-ALB-06 화합물로 PET 이미지 1 및 3 시간 p.i.
도 10: (A) 44Sc-PSMA-ALB-06 주사 후 1시간, 4시간 및 6시간(!)에 PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 얻은 생체 분포 데이터. (B) 177Lu-PSMA-ALB-06 주사 후 1시간, 4시간 및 24시간에 PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 얻은 생체 분포 데이터.
도 11: 모든 시점에 대해 동일한 척도로 최대 강도 투영(MIPs)으로 나타낸 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 PET/CT 이미지. (A) 44Sc-PSMA-ALB-06의 주사 1시간 후 얻은 PET/CT 스캔. (B) 44Sc-PSMA-ALB-06의 주사 4시간 후 얻어진 PET/CT 스캔. (C) 44Sc-PSMA-ALB-06의 주사 20시간 후 얻어진 PET/CT 스캔.
도 12: 동일한 시점에 대해 상이한 척도로 최대 강도 투영(MIPs)으로 나타낸 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 PET/CT 이미지. (A/B) 44Sc-PSMA-ALB-06 주사 1 시간 후에 얻은 PET/CT 스캔.
도 13: 동일한 시점에 대해 상이한 척도로 최대 강도 투영(MIP)으로 나타낸 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 PET/CT 이미지. (A/B) 44Sc-PSMA-ALB-06 주사 20 시간 후에 얻은 PET/CT 스캔.
도 14: 다양한 농도의 인간 혈장에서 배양 후 64Cu-PSMA-ALB-06 (B50 = 770) 및 64Cu-PSMA-ALB-89 (B50 = 454)의 B50 값을 계산하기 위한 한외 여과 데이터의 반-로그 도표(평균±SD, n≥3).
도 15: (A) PSMA-양성 PC-3 PIP 세포 및 (B) PSMA-음성 PC-3 flu 64Cu-PSMA-ALB-89 및 64Cu-PSMA-ALB-06의 세포 흡수 및 내재화(평균±SD, n=3).
도 16: 1 시간, 4 시간 및 24 시간 p.i.에서 PC-3 PIP 및 PC-3 flu 종양 이종 이식편을 갖는 Balb/c 누드 마우스에서 수득된 64Cu-PSMA-ALB-89 의 조직 분포 프로파일. 값은 n = 3-6 마우스에서 얻은 값의 평균±SD.
도 17: 최대 강도 투영으로 나타낸 PET/CT 이미지. 64Cu-PSMA-ALB-89의 주사 후 1 시간, 4 시간, 16 시간 및 24 시간에 마우스의 (A-D) PET/CT 이미지. 종양, 신장 및 간을 더 잘 보이도록 백그라운드의 2%를 잘라 스케일을 조정했음. (PSMA+ = PC-3 PIP 종양 이종 이식편; PSMA- = PC-3 flu 종양 이종 이식편; Ki=신장; Li=간; Bl=방광).
도 18: PSMA-ALB-02/-05 /-07의 합성에 사용된 PSMA-표적화 전구체.
도 19 : (A) PSMA-ALB-02, (B) PSMA-ALB-05 및 (C) PSMA-ALB-07의 화학 구조.
도 20: L- 아스코르브 산의 (A) 부재 및 (B) 존재 하에서 24 시간에 걸쳐 177Lu-PSMA-ALB-02, 177Lu-PSMA-ALB-05, 및 177Lu-PSMA-ALB-07 뿐만 아니라 177Lu-PSMA-617의 안정성을 나타내는 그래프. 값은 3개의 독립적인 실험의 평균±SD를 나타낸다.
도 21: 177Lu-PSMA-617과 비교한 177Lu-PSMA-ALB-02, 177Lu-PSMA-ALB-05, 및 177Lu-PSMA-ALB-07 의 흡수 및 내재화. (A) PSMA-양성 PC-3 PIP 세포에서 얻은 데이터. 막대는 3회의 독립적인 실험의 평균값±SD를 나타낸다. (B) PSMA-음성 PC-3 flu 세포에서 얻은 데이터. 막대는 3회 수행된 하나의 실험의 평균값±SD를 나타낸다.
도 22: 최대 192 h p.i.의 생체 분포 데이터 (붕괴(decay)-수정됨)를 3개의 알부민-결합 177Lu-PSMA 리간드뿐만 아니라 177Lu-PSMA-617에 대해 수득하였다. (A) 177Lu-PSMA-ALB-02, (B) 177Lu-PSMA-ALB-05, (C) 177Lu-PSMA-ALB-07, 및 (D) 177Lu-PSMA-617의 생체 분포 데이터. 각 마우스 그룹으로부터 얻은 평균값±SD (n = 3-6).
도 23: 그래프는 (A) 177Lu-PSMA-ALB-02, (B) 177Lu-PSMA-ALB-05, 및 (C) 177Lu-PSMA-ALB-07의 최대 192 h p.i까지 붕괴(decay)되지 않은 수정된 생체 분포 데이터를 보여줌. 각 데이터 포인트는 마우스 그룹의 평균±SD (n = 3-6)를 나타냄.
도 24: 177Lu-PSMAALB-02, (B) 177Lu-PSMA-ALB-05, 및 (C) 177Lu-PSMA-ALB-07의 주사 후 24 시간 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 최대 강도 투영(MIP)으로 SPECT/CT 이미지. PSMA+ = PSMA-양성 PC-3 PIP 종양; PSMA- = PSMA-음성 PC-3 flu 종양; Ki=신장; Bl=방광; Li=간.
도 25: (A/B/C) 177Lu-PSMA-ALB-02의 주사 후 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 4 시간(A), 24 시간(B) 및 72 시간(C)의 최대 강도 투영 (MIP)으로 SPECT/CT 이미지. (D/E/F) 177Lu-PSMA-617 주사 후 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 4 시간 (D), 24 시간 (E) 및 72 시간 (F)의 최대 강도 투영 (MIP)으로 SPECT/CT 이미지. PSMA+ = PSMA-양성 PC-3 PIP 종양; PSMA- = PSMA-음성 PC-3 flu 종양; Ki=신장; Bl=방광.
도 26: 177Lu-ALB-03 및 177Lu-PSMA-ALB-06의 주사 후 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 3가지 다른 시점에서 최대 강도 투영 (MIP)으로 SPECT/CT 이미지(A-C). 177Lu-ALB-03 (25 MBq, 1 nmol)의 주사 (A) 4 시간, (B) 24 시간, 및 (C) 72 시간 이후 마우스의 MIPs. (D-F) 177Lu-PSMA-ALB-06 (25 MBq, 1nmol) 주사 후 (D) 24 시간, (E) 24시간 및 (F) 72 시간에서 마우스의 MIPs. PSMA+ = PSMA-양성 PC-3 PIP 종양; PSMA- = PSMA-음성 PC-3 flu 종양; Ki=신장; Bl=방광.
도 27: PC-3 PIP 종양 보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-06 및 177Lu-PSMA-617로 수행된 치료 연구. (A) 식염수를 받은 마우스(그룹 A), 2 MBq 177Lu-PSMA-617로 처리된 마우스(그룹 B), 5 MBq 177Lu-PSMA-617로 처리된 마우스(그룹 C), 2 MBq 177Lu-PSMA-ALB-06로 처리된 마우스(그룹 D), 및 5 MBq 177Lu-PSMA-ALB-06로 처리된 마우스(그룹 E)에 대하여 0일(1로 설정)에 종양 부피에 대한 종양 성장 곡선. 각 그룹의 첫번째 마우스가 종점에 도달할 때까지 데이터가 표시됨. (B) 그룹 A-E의 카플란-메이어 플롯. (C) 그룹 A-E의 상대적 체중.
실시예
실시예 1: DOTA-기능화된 알부민-결합 PSMA 리간드의 설계 및 인비트로( in vitro ) 평가
1.1 재료 및 방법
1.1.1 신규 PSMA 리간드(개요):
휴대용 알부민-결합 모이어티를 갖는 7개의 제안된 PSMA 리간드는 모두 상기 기재된 알부민-아핀 PSMA 리간드의 개발에 매우 유용한 것으로 입증된 고체-상 플랫폼을 통해 합성되었다.
다단계 합성(PSMA-ALB-01의 경우 19 단계, PSMA-ALB-03의 경우 17 단계, PSMA-ALB-04 및 PSMA-ALB-05의 경우 20 단계, PSMA-ALB-06의 경우 17 단계, PSMA-ALB-07 및 PSMA-ALB-08의 경우 23 단계)은 이들 화합물을 26-49%의 분리된 전체 수율로 제공하였다. 조생성물을 반-제조 RP-HPLC로 정제하여 >98%의 순도를 갖는 최종 생성물을 보장하였다. 상기 기재된 화합물의 특성은 각각 분석적 RP-HPLC 및 MALDI-MS 또는 ESI-MS에 의해 수행되었다. 분석 데이터는 표 1.1에 제시되어 있다.
표 1.1: PSMA-ALB-01/03/04/05/06/07/08의 분석 데이터
Figure pct00049
a [M + H] +로 검출된 비표지 리간드의 질량 분석법; b 분석 RP-HPLC에서 표지되지 않은 리간드의 체류 시간. 분석 컬럼(100 × 4.6 mm)은 물 (A) 및 ACN (B) 중 0.1% TFA로 구성된 이동상과 함께 Chromolith RP-18e 정지상을 사용함. 분석 실행을 위해, 1 mL/분의 유속으로 용매 B에서 용매 A의 선형 구배(10분 내에 90-10%)를 사용 하였음.
PSMA(L-Glu-NH-CO-NH-L-Lys 결합 독립체; 단계 1-6)에 대한 펩티도미메틱 약동학을 Eder et al. . Bioconjug. Chem. 2012, 23: 688-697에 개시된 내용과 유사하게 합성하였다. 링커 모이어티(2-나프 틸-L-Ala-NH-CO-트랜스-CHX-N3 또는 2-나프틸-L-Ala-NH-CO-트랜스-CHx-Me-NH2; 단계 7-10)는 Benesova et al. JNM 2015, 56: 914-920에 의해 이전에 도입된 표준 Fmoc (9-플루오레닐메틸옥시카르 보닐) 프로토콜에 따라 제조되었다. PSMA 리간드 전구체를 제공하는 이들 2개의 합성 중간 단계를 4개의 모든 화합물에 대해 유사하게 적용하였다 (단계 1-8). 그러나, PSMA-ALB-01[트랜스-4-아지도사이클로헥산카복실산; 단계 9-10]에 대한 링커 영역의 마지막 빌딩 블록은 PSMA-ALB-03/04/05/06/07/08의 경우 트랜스-4-(Fmoc-아미노메틸)사이클로헥산-카복실산(단계 9-10)으로 대체되었다.
PSMA-ALB-01
PSMA-ALB-01의 합성을 위해, 유리 아지도 그룹을 갖는 정제된 PSMA-전구체 및 프로파질-Gly를 갖는 정제된 알부민-결합 모이어티 [4-(p-요오도페닐)부티르산-L-Lys]의 시간 효율적인 "헤드-투-테일" 클릭 커플링이 사용되었다. 트리아졸 고리를 통해 이들 두 전구체의 효율적인 커플링 후(단계 18), 여분의 CuSO4·5 H2O를 제거하기 위해 추가 정제가 수행되었다. 마지막으로, PSMA-ALB-01은 DOTA 킬레이터를 이의 활성 에스테르(DOTA-NHS 에스테르; 단계 19) 형태로 컨쥬게이션하여 수득하였다.
PSMA-ALB-01의 구조식을 아래에 나타내었다:
Figure pct00050
PSMA-ALB-03
PSMA-ALB-03의 제조를 위해, 레진 서포트 상에 스트레이트 원-웨이 합성이 수행되었다. PSMA-프리커서에 Fmoc-L-Lys(Alloc)-OH의 커플링 이후, Fmoc 탈보호, DOTA 트리스(tBu)-에스터 컨쥬게이션, Alloc 탈보호 및 4-(p-요오도페닐)부틸산 컨쥬게이션이 따랐다 (단계 11-16). 최종적으로, PSMA-ALB-03은 TFA:TIPS:H2O 혼합물과 함께 레진으로부터 교반 및 후속 절단을 통해 수득되었다 (단계 17).
PSMA-ALB-03의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00051
PSMA-ALB-04
PSMA-ALB-03의 제조를 위해, 두개의 2차 아민의 직접 컨쥬게이션을 통하여, DOTA-컨쥬게이션된 L-Lys를 갖는 레진 코팅된 PSMA-전구체 및 정제된 알부민-결합 모이어티[4-(p-요오도페닐)부틸산-L-Lys]의 시간 효율적인 "헤드-투-테일" 커플링이 수행되었다 (단계 11-18). 수베르산 비스(N-히드록시숙신이미드) 에스테르를 사용하여 이들 두 전구체의 효율적인 커플링(단계 19) 후, 교반 및 TFA:TIPS:H2O 혼합물을 사용한 레진으로부터의 후속 절단에 의해 PSMA-ALB-04를 수득하였다 (단계 20).
PSMA-ALB-04의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00052
PSMA-ALB-05
PSMA-ALB-05의 제조를 위해, 레진 서포트 상에 스트레이트 원-웨이 합성이 수행되었다. PSMA-프리커서에 Fmoc-L-Lys(Alloc)-OH의 커플링 이후, Fmoc 탈보호, Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 2차 Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 4-(p-요오도페닐)부틸산 컨쥬게이션, Alloc 탈보호 및 DOTA 트리스(tBu)-에스터 컨쥬게이션이 따랐다(단계 11-19). PSMA-ALB-05는 TFA:TIPS:H2O 혼합물과 함께 레진으로부터 교반 및 후속 절단을 통해 수득되었다 (단계 20).
PSMA-ALB-05의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00053
PSMA-ALB-06
PSMA-ALB-06의 제조를 위해, 레진 서포트 상에 스트레이트 원-웨이 합성이 수행되었다. PSMA-프리커서에 Fmoc-L-Lys(Alloc)-OH의 커플링 이후, Fmoc 탈보호, DOTA 트리스(tBu)-에스터 컨쥬게이션, Alloc 탈보호 및 p-(톨릴)부틸산 컨쥬게이션이 따랐다(단계 11-16). 최종적으로, PSMA-ALB-06은 TFA:TIPS:H2O 혼합물과 함께 레진으로부터 교반 및 후속 절단을 통해 수득되었다 (단계 17).
PSMA-ALB-06의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00054
PSMA-ALB-07
PSMA-ALB-07의 제조를 위해, 레진 서포트 상에 스트레이트 원-웨이 합성이 수행되었다. PSMA-프리커서에 Fmoc-L-Lys(Alloc)-OH의 커플링 이후, Fmoc 탈보호, Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 2차 Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 3차 Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 4-(p-요오도페닐)부틸산 컨쥬게이션, Alloc 탈보호 및 DOTA 트리스(tBu)-에스터 컨쥬게이션이 따랐다(단계 11-22). PSMA-ALB-07은 TFA:TIPS:H2O 혼합물과 함께 레진으로부터 교반 및 후속 절단을 통해 수득되었다 (단계 23).
PSMA-ALB-07의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00055
PSMA-ALB-08
PSMA-ALB-08의 제조를 위해, 레진 서포트 상에 스트레이트 원-웨이 합성이 수행되었다. PSMA-프리커서에 Fmoc-L-Lys(Alloc)-OH의 커플링 이후, Fmoc 탈보호, Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 2차 Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, 3차 Fmoc-D-Asp-OtBu 컨쥬게이션, Fmoc 탈보호, p-(톨릴)부틸산 컨쥬게이션, Alloc 탈보호 및 DOTA 트리스(tBu)-에스터 컨쥬게이션이 따랐다(단계 11-22). PSMA-ALB-08은 TFA:TIPS:H2O 혼합물과 함께 레진으로부터 교반 및 후속 절단을 통해 수득되었다 (단계 23).
PSMA-ALB-08의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00056
1.1.2 PSMA-ALB-03-08의 합성 (상세)
a) 글루타메이트-요소-리신 결합 독립체의 합성
필터 및 콤비 스토퍼를 갖는 5mL 주사기에서 2- 클로로트리틸 클로라이드 레진{(2-CT-Resin; Merck; 카탈로그 번호 8550170005), 0.30 mmol, 치환 용량 1.63 mmol/g, 100-200 MESH, 1% DVB, CH2Cl2 내 총 팽창 부피 >4.2 mL/g, [184mg]}을 먼저 무수 디클로로메탄(DCM)에서 45분 동안 먼저 교반 하였다.
이후 2-CT 레진을 무수 DCM으로 3회 세척한 후, 무수 DCM 3 mL 내에서 1.2 당량의 Alloc (N-알릴옥시카르보닐) 뿐만 아니라 Fmoc (N-플루오레닐메톡시카르보닐) 보호된 L-리신 {(Fmoc-Lys(Alloc)-OH; Merck; 카탈로그 번호 8521240005), 0.36 mmol, 452.50 g/mol, [163 mg], (1)} 및 4.8 당량의 N, N-디이소프로필에틸아민{(DIPEA), 1.44 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [251 μL]}을 반응시켰다. 레진(2) 상의 제1 보호된 아미노산의 커플링은 온화한 교반으로 16시간에 걸쳐 진행되었다. L-라이신-고정화 레진(2)을 DCM1로 3회 및 DCM2로 3회 세척하였다. 레진 상에 잔류하는 미반응 클로로트리틸기를 17:2:1 (20 mL)의 비율로 DCM, 메탄올(MeOH) 및 DIPEA의 혼합물로 5회 세척하였다.
이어서, Alloc 및 Fmoc 보호된 L- 라이신을 갖는 레진을 DCM1로 3회, DCM2로 3회, N,N-디메틸포름아미드(DMF1)로 3회, 마지막으로 DMF로 3회 세척하였다. Fmoc-보호기의 선택적 제거는 생성물 (3)을 얻기 위해 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 1:1의 비율로 2분에 1회 및 이어서 5분에 1회 세척함으로써 실현되었다. 이어서, Alloc 보호된 L-라이신을 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, 마지막으로 DCM2로 3회 세척하였다.
다음 단계에서, 10 당량의 tBu 보호된 L-글루타메이트 히드로클로라이드{(H-Glu(OtBu)-OtBu · HCl; Merck; 카탈로그 번호 8540960005), 3.0 mmol, 295.8 g/mol, [887 mg], i}는 글루타밀 모이어티 iii.의 이소시아네이트의 생성에 사용되었다. 적절한 양의 tBu-보호된 L-글루타메이트를 150mL의 DCM2에 용해시킨 후, 잠시 후 3mL의 DIPEA를 첨가하였다.
이 용액을 5 mL의 건조 DCM 내에서 1 mmol의 얼음-냉각된 비스(트리클로로 메틸)카보네이트{(BTC; Sigma; 카탈로그 번호 15217-10G), 296.75 g/mol, [297 mg], ii}와 함께 플라스크에 4시간 동안 적가하였다.
하나의 유리 NH2-기 (3)를 갖는 L-라이신 고정화 레진을 이어서 글루타밀 모이어티 iii의 이소시아네이트 용액에 일부분으로 첨가하고, 16시간 동안 교반하여 레진-고정된 비스(tBu)-Glu-요소-Lys(Alloc)(4)를 수득하기 위해 교반하였다.
레진 상에 코팅된 수득된 생성물 (4)를 여과 제거하고 DCM1로 3회 및 DCM2로 3회 세척하였다. Alloc-보호기의 절단은 3 mL의 무수 DCM 중 15 당량의 모르폴린{4.5 mmol, 87.12 g / mol, 0.999 g / mL, [392 μL]} 존재하에 0.15 당량의 TPP Pd{[테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 (0); 시그마; 카탈로그 번호 216666-1G], 0.045 mmol, 1155.56 g / mol, [105 mg]}를 반응시킴으로써 실현되었다. Pd 및 모르폴린의 양을 2개 부분으로 나누고 각각 1 시간 동안 흔들어서 연속적으로 반응시켰다. 알루미늄 호일을 사용하여 암실에서 반응을 수행하였다.
이후, 레진을 DCM1로 3회, DCM2로 3회, DMF1로 3회, 마지막으로 DMF2로 3회 세척하였다. 팔라듐의 잔류물을 제거하기 위해, 레진을 DMF 중 1% DIPEA(30 mL DMF2 중 300 μL DIPEA)로 추가로 10회 세척한 후, 15 mg/mL의 농도의 DMF2에서 쿠프랄{(소듐 디에틸디티오카르바메이트 트리하이드레이트; Sigma; 카탈로그 번호 D3506-100G), 225.31 g/mol}의 용액으로(30 mL DMF2에서 450 mg 쿠프랄) 5분 동안 10회 세척하였다.
이어서 레진 고정되고 비스(tBu)-보호된 Glu-요소-Lys (5)를 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 마지막으로 디에틸에테르(Et-2O)로 3회 세척하였고 진공 건조시켰다.
이렇게 제조된 전립선-특이적 막 항원(PSMA) 결합 독립체 (5)를 7개의 화합물 모두(PSMA-ALB-01/03/04/05/06/07/08)를 합성하기 위해 다음 반응에 사용하였다.
비스(tBu)-보호된 Glu-요소-Lys 약물작용발생단(pharmacophore)의 전체 종래 합성의 개요는 반응식 1.1에 요약되어 있다.
반응식 1.1: PSMA-ALB-01/03/04/05/06/07/08에 대한 글루타메이트-요소-리신 결합 독립체의 합성
Figure pct00057
a) DCM 및 DIPEA 내 2-CT-레진; b) DMF 내 50% 피페리딘; c) DCM 내 iii; d) DCM 및 모르폴린 내 TPP 팔라듐; e) DMF 내 1% DIPEA; DMF 내 디에틸디티오카르바메이트
레진 고정된 및 비스(tBu)-보호된 결합 독립체 (5)는 먼저 45분 동안 무수 DCM 하에서 교반되었다. 예비-팽윤 약물작용발생단(pharmacophore)은 DCM2로 3회, DMF1으로 3회, 및 DMF2로 3회 세척되었다.
b) 링커 영역의 합성
레진(0.1 mmol)에 대하여, 링커 영역의 제1 빌딩 블록에 대응되는 4 당량의 Fmoc 보호된 2-나프틸-L-알라닌{(Fmoc-2Nal-OH; Bachem; 카탈로그 번호 B-2100), 0.40 mmol, 437.50 g/mol, [175.0 mg]}은 무수 DMF 내에 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [71 μL]} 존재 하에서 3.96 당량의 HBTU {(O-(벤조트리아졸-1-릴)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트; Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.39 mmol, 379.24 g/mol, [147.9 mg]}으로 활성화되었다.
DIPEA의 첨가 2분 후, 상기 용액은 DMF 예비-팽윤된 고정된 비스(tBu)-보호된 약물작용발생단 (5)에 첨가되고 1시간 동안 교반되었다.
이어서, 비스(tBu)-보호된 Glu-요소-Lys 및 Fmoc 보호된 2-나프틸-L-알라닌 (6)을 갖는 레진을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성물 (7)을 얻기 위해 DMF 및 피페리딘의 1:1 비율의 혼합물을 2 분 동안 1회 및 이후 다시 5분 동안 1회 세척함으로써 화합물 (6)으로부터 Fmoc 보호기의 선택적 제거를 실현하였다.
다음 단계에서, PSMA-ALB-01에 대해 아지도사이클로헥산카르복실산{(N3-1,4-트랜스-CHC-OH; Iris Biotech; 카탈로그 번호 HAA2235.0001), 0.40 mmol, 169.18 g/mol, [67.7 mg]}에 상응하는 또는 PSMA-ABL-03/04/05/06/07/08에 대해 Fmoc 보호된 트라넥삼산{(트랜스-4-(Fmoc-아미노메틸)사이클로헥산-카르복실산; Sigma; 카탈로그 번호 58446-5G-F), 0.40 mmol, 379.45 g/mol, [151.8 mg]}에 상응하는 제2 빌딩 블록의 4당량을 무수 DMF 하에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [71 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; Catalog number 12804-25G-F), 0.39 mmol, 379.24 g/mol, [147.9 mg]}로 활성화시켰다. DIPEA의 첨가 2분 후, 상기 용액은 DMF 예비-팽윤된 화합물 (7)에 첨가되었고 1시간 동안 교반되었다.
이후, 비스(tBu)-보호된 Glu-요소-Lys-2-나프틸-L-알라닌 및 아지도사이클로헥산카르복실산(8A)을 갖는 레진은 DMF1으로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 및 최종적으로 Et2O로 3회 세척되고 진공 건조되었다. 최종 PSMA-전구체(9A)는 교반 및 95:2.5:2.5의 비율의 트리플루오로아세트산(TFA), 트리이소프로필실란(TIPS) 및 H2O로 이루어진 혼합물로 2시간 내에 레진으로부터 후속 절단을 통해 수득되었다. TFA는 증발되고, 조생성물을 1:1 비율의 아세토니트릴(ACN) 및 물에 용해시키고 RP-HPLC를 통해 정제하였다.
추가적으로, 비스(tBu)-보호된 Glu-요소-Lys-2-나프틸-L-알라닌 및 Fmoc 보호된 트라넥삼산 (8B)을 갖는 레진을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성물 (9B)를 얻기 위해 1:1 비율의 DMF와 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 1회 및 이후 다시 5분 동안 1회 세척함으로써 화합물 (8B)로부터 Fmoc 보호기의 선택적 제거를 실현하였다.
링커 영역의 전체 이전 합성의 개요는 반응식 1.2에 요약되어 있다.
반응식 1.2: PSMA-ALB-03/04/05/06/07/08에 대한 링커 영역, 전구체의 합성.
Figure pct00058
a) Fmoc-2-NaI-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) Fmoc-AMCH, DMF 중 HBTU, DIPEA; d) 50% 피페리딘, DMF
c) PSMA-ALB-03의 합성
리신-코팅된 PSMA 전구체 (9B)에 관하여, 4 당량의 Fmoc 뿐만 아니라 Alloc 보호된 L-리신{(Fmoc-Lys(Alloc)-OH; Merck; 카탈로그 번호 8521240005), 0.40 mmol, 452.50 g/mol, [181 mg]}은 무수 DMF 내 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; Catalog number 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 상기 용액은 DMF 예비-팽윤된 고정된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (9B)에 첨가되었고 1시간 동안 교반되었다.
생성된 화합물 (10B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 생성물 (11B)를 수득하기 위해 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 1회 및 이후 다시 5분 동안 1회 세척시킴으로써 실현되었다.
레진-고정된 화합물 (11B)에 킬레이터의 컨쥬게이션은 2 당량의 DOTA-트리스-(t-Bu)에스터{([2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]; CheMatech; 카탈로그 번호 137076-54-1), 0.20 mmol, 572.73 g/mol [115 mg]}와 함께 수행되었다. 킬레이터 빌딩 블록은 무수 DMF 내에서 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 1.98 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.198 mmol, 379.24 g/mol, [75 mg]}으로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 상기 용액은 레진-고정되고 DMF 예비-팽윤된 화합물 (11B)에 첨가되었다. DOTA 킬레이터의 커플링은 부드럽게 교반하면서 2시간 동안 진행되었다. 이어서, 생성된 화합물 (12B)을 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, 및 마지막으로 DCM2로 3회 세척하였다.
화합물 (12B)로부터 Alloc-보호기의 절단은 3 mL의 무수 DCM 내 30 당량의 모르폴린 {3.0 mmol, 87.12 g/mol, 0.999 g/mL, [262 μL]}의 존재 하에 0.03 당량의 TPP Pd {(Sigma; 카탈로그 번호 216666-1G), 0.03 mmol, 1155.56 g/mol, [35 mg]}와의 반응을 통해 실현되었다. 상기 반응을 알루미늄 호일을 사용하여 암실에서 2시간 수행되었다.
상기 레진은 이후 DCM1로 3회, DCM2로 3회, DMF1로 3회, 및 최종적으로 DMF2로 3회 세척되었다. 팔라듐의 잔기를 제거하기 위해, 상기 레진은 DMF 내 1% DIPEA(300 μL DIPEA in 30 mL DMF2)로 10회 추가로 세척되었고 이후 15 mg/mL의 농도로 DMF2 내 쿠프랄{(Sigma; Catalog number D3506-100G), 225.31 g/mol}(30 mL DMF2 내 240 mg 쿠프랄)의 용액으로 5분 동안 10회 세척되었다. 생성 화합물 (13B)은 이후 DMF1로 3회 세척 및 DMF2로 3회 세척되었다.
최종적으로, 알부민-결합 모이어티의 커플링을 위해, 4당량의 요오드페닐-부틸산{([4-(p-요오드페닐)부틸산]; Sigma; I5634-5G), 0.40 mmol, 290.10 g/mol, [116 mg]}이 무수 DMF 내 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 상기 용액은 레진 고정되고 DMF예비-팽윤된 생성물 (13B)에 첨가되고 1시간 동안 교반되었다.
생성 화합물 (14B)은 이후 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 및 최종적으로 Et2O로 3회 세척되고 진공 건조되었다.
최종 화합물 PSMA-ALB-03은 교반 및 이후 95:2.5:2.5 비율의 TFA, TIPS 및 H2O로 이루어진 혼합물로 2시간 내에 레진으로부터 절단되었다. TFA는 증발되고 조생성물은 1:1 비율의 ACM 및 물에 용해되고 RP-HPLC를 통해 정제되었다.
상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.3에 요약되어있다.
반응식 1.3: PSMA-ALB-03에 대한 알부민 결합제, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링.
Figure pct00059
a) Fmoc-Lys(Alloc)-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) DOTA 트리스(tBu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; d) Pd 촉매제, 모르폴린, DCM; e)요오드페닐 부틸산, HBTC, DMF, DIPEA; f) TFA, TIPS, H2O 95:2.5:2.5;
d) PSMA-ALB-04의 합성
리신-코팅된 PSMA 전구체 (9B)에 관하여, 4 당량의 Dde 뿐만 아니라 Fmoc 보호된 L-리신{(Dde-Lys(Fmoc)-OH; Merck; Catalog number 8540000001), 0.40 mmol, 532.63 g/mol, [213 mg]}은 무수 DMF 내 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; Catalog number 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 상기 용액은 DMF 예비-팽윤된 고정된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (9B)에 첨가되었고 1시간 동안 교반되었다.
이후 생성된 화합물 (10B)를 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물(10B)로부터 Fmoc-보호된 기의 선택적 제거는 생성물 (11B)를 수득하기 위해 DMF 및 피페리딘의 1:1 비율의 혼합물로 2분간 한번 세척 및 이후 5분간 다시 한번 세척함으로써 실현되었다.
레진-고정된 화합물 (11B)에 킬레이터의 컨쥬게이션은 3 당량의 DOTA-트리스-(t-Bu)에스터{([2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]; CheMatech; 카탈로그 번호 137076-54-1), 0.30 mmol, 572.73 g/mol [171 mg]}와 함께 수행되었다. 킬레이터 빌딩 블록은 무수 DMF 내에서 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}으로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 상기 용액은 레진-고정되고 DMF 예비-팽윤된 화합물 (11B)에 첨가되었다. DOTA 킬레이터의 커플링은 부드럽게 교반하면서 2시간 동안 진행되었다.
이어서, 생성된 화합물 (12B)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (12B)로부터 Dde-보호기의 선택적 제거는 DMF 중의 2% 히드라진의 혼합물로 5분 동안 2회 세척한 다음 다시 10분 동안 세척함으로써 생성물 (13B)을 수득함으로써 실현되었다.
레진-코팅된 생성물 (13B)과 관련하여, 2당량의 디숙신이미딜 수베레이트(suberate) {([수베르산 비스(N-하이드록시숙신이미드 에스테르)]; 시그마; 68528-80-3), 0.20 mmol, 368.34 g/mol, [74 mg]}는 무수 DMF 중 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에서 1.98 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.198 mmol, 379.24 g/mol, [73 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 레진 고정되고 및 DMF 예비-팽윤 생성물 (13B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (14B)를 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다.
상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.4에 요약되어 있다.
반응식 1.4: PSMA-ALB-04에 대한 DOTA 킬레이터, PSMA 전구체 및 활성 에스터의 커플링
Figure pct00060
a) Dde-Lys-(Fmoc)-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) DOTA 트리스(tBu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; d) 2% 하이드라진, DMF; e) 디숙신이미딜 수베레이트, DMF, DIPEA;
합성은 필러 및 콤비 스토퍼를 갖는 5mL 주사기 내에서 2-클로로트리틸 클로라이드 레진{(2-CT-레진; Merck; 카탈로그 번호 8550170005), 0.20 mmol, 치환 용량 1.63 mmol/g, 100-200 MESH, 1% DVB, CH2Cl2 내 총 팽창 부피 >4.2 mL/g, [123 mg]}으로부터 시작하는 알부민-결합 전구체의 병렬 제조를 동반하며, 이는 무수 디클로로메탄(DCM)에서 45분 동안 먼저 교반되었다.
이어서 2-CT 레진은 무수 DCM으로 3회 세척되었고 이후 3 mL의 무수 DCM 내에서 1.2 당량의 Dde뿐만 아니라 Fmoc 보호된 L-리신{(Dde-Lys(Fmoc)-OH; Bachem; Catalog number E-3385.0001), 0.24 mmol, 532.64 g/mol, [128 mg] (15B)} 및 4.8 당량의 DIPEA{0.96 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [167 μL]}와 반응하였다.
먼저 레진(16B) 상에 보호된 아미노산의 커플링은 부드러운 교반으로 16시간의 과정으로 진행되었다.
L-리신 고정화된 레진(16B)은 DCM1로 3회 및 DCM2로 3회 세척되었다. 레진 상에 남아있는 반응하지 않은 클로로트리틸기는 DCM, MeOH, 및 DIPEA의 17:2:1의 비율의 혼합물(20 mL)로 5회 세척되었다.
후속적으로, Dde 및 Fmoc 보호된 L-리신을 갖는 레진은 DCM1로 3회, DCM2로 3회, DMF1로 3회, 및 최종적으로 DMF2로 3회 세척되었다. Fmoc-보호된 기의 선택적 제거는 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 한번 DMF 및 피페리딘의 1:1 비율의 혼합물로 세척함으로써 생성물 (17B)를 얻기 위해 실현되었다.
그 다음 Dde 보호된 L- 라이신을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 마지막으로, Et2O로 3회 세척하고 진공 건조시켰다.
이러한 바람직한 레진-코팅된 Dde 보호된 L-리신 (17B)을 두 부분으로 나누고 이들 중 하나를 다음 반응에 사용하였다. 이 레진 코팅된 생산물을 무수 DCM에서 45분 동안 교반시킨 후 DMF로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다.
리신-코팅된 레진에 관하여, 4 당량의 요오도페닐-부틸산{([4-(p-요오도페닐)부틸산]; Sigma; I5634-5G), 0.40 mmol, 290.10 g/mol, [116 mg]}이 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 상기 용액에 레진-고정화된 DMF 예비-팽윤된 생산물 (17B)를 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
Dde 보호된 L-리신 및 요오도페닐-부틸산 (18B)을 갖는 레진을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (18B)로부터 Dde-보호기의 선택적인 제거는 DMF 중의 2% 히드라진의 혼합물로 5분 동안 2회 세척한 다음 다시 10분 동안 세척함으로써 생성물 (19B)을 수득함으로써 실현되었다.
알부민-표적 모이어 티 (20B)는 DCM에서 5% TFA로 구성된 혼합물로 2시간 이내에 레진으로부터 교반 및 후속 절단에 의해 수득되었다. 생성물로부터의 용매의 혼합물을 증발시키고, 조생성물을 1:1 비율의 ACN 및 물에 용해시키고 RP-HPLC를 통해 정제하였다.
상기 개시된 합성의 개요는 반응식 1.5에 요약되어 있다.
반응식 1.5: PSMA-ALB-04에 대한 알부민 결합제의 커플링.
Figure pct00061
a) DCM 및 DIPEA 내 2-CT-레진; b) DMF 내 50% 피페리딘; c) DMF 및 DIPEA 내 요오도페닐부틸산, HBTU; d) DMF 내 2% 하이드라진; e) DCM 내 5% TFA.
최종적으로, 3당량의 정제된 알부민-표적화 모이어티 (20B)와 레진 고정된 생성물 (14B)의 컨쥬게이션이 수행되었다. 생성물 (20B)을 건조 DMF에 용해시키고 100μL의 DIPEA를 첨가하였다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액 (20B)을 레진 고정되고 DMF 예비-팽윤된 생성물 (14B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (21B)를 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 마지막으로, Et2O로 3회 세척하고, 진공 건조시켰다.
최종 화합물 PSMA-ALB-04는 교반 후 95:2.5:2.5의 비율로 TFA, TIPS 및 H2O로 이루어진 혼합물로 2 시간 내에 레진으로부터의 절단 및 후속 절단에 의해 수득되었다. TFA를 증발시키고, 조생성물을 1:1 비율의 ACN 및 물에 용해시키고 RP-HPLC를 통해 정제하였다.
상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.6에 요약되어 있다.
반응식 1.6: PSMA-ALB-04에 대한 알부민 결합제 및 DOTA-컨쥬게이션된 PSMA 전구체의 커플링
Figure pct00062
a) DMF, DIPEA; b) TFA:TIPS:H2O;
e) PSMA-ALB-05의 합성
리신-코팅된 PSMA 전구체 (9B)에 관하여, 4당량의 Fmoc 뿐만 아니라 Alloc 보호된 L-리신{(Fmoc-Lys(Alloc)-OH; Merck; 카탈로그 번호 8521240005), 0.40 mmol, 452.50 g/mol, [181 mg]}은 무수 DMF 내 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 3.96 당량의 HBTU{(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 사전-팽윤 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (9B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (10B)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (10B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF와 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 1회, 이후 다시 5분 동안 세척하여 생성물을 수득하기 위해 실현되었다 (11B).
리신-코팅된 PSMA 전구체 (11B)에 관하여, 3당량의 Fmoc뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF에 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에서 2.97 당량의 HBTU{(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 사전-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (11B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (12B)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (12B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는1:1 비율의 DMF와 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 1회, 다시 5분 동안 세척하여 생성물을 수득하기 위해 실현되었다 (13B).
리신 및 아스파르테이트-코팅된 PSMA 전구체 (13B)에 관하여, 3당량의 Fmoc 뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF에서 4당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 2.97 당량의 HBTU{(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (13B)에 첨가시키고 1시간 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (14B)를 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (14B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 1회, 다시 5분 동안 세척하여 생성물을 수득하기 위해 실현되었다 (15B).
레진-코팅된 생산물 (15B)에 관하여, 4당량의 요오도페닐-부틸산{([4-(p-요오도페닐)부틸산]; Sigma; I5634-5G), 0.40 mmol, 290.10 g/mol, [116 mg]}은 무수 DMF에서 4당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 3.96 당량의 HBTU{(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0. 396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 레진-고정화되고 DMF 예비-팽윤된 생성물 (15B)에 첨가시키고 1시간 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (16B)를 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, 마지막으로 DCM2로 3회 세척하였다.
화합물 (16B)로부터의 Alloc-보호기의 절단은 3 mL의 무수 DCM에서 30 당량의 모르폴린{3.0 mmol, 87.12 g/mol, 0.999 g/mL, [262 μL]} 존재 하에 0.03 당량의 TPP Pd {(Sigma; 카탈로그 번호 216666-1G), 0.03 mmol, 1155.56 g/mol, [35 mg]}와 반응을 통해 실현되었다. 알루미늄 호일을 사용하여 암실에서 2시간 동안 반응을 수행하였다.
이어서, 레진을 DCM1로 3회, DCM2로 3회, DMF1로 3회, 마지막으로 DMF2로 3회 세척하였다. 팔라듐의 잔류물을 제거하기 위해, 레진을 DMF 중 1% DIPEA (30 mL DMF2 중 300 μL DIPEA)로 10회 추가로 세척한 다음, DMF2 중 쿠프랄 용액{(Sigma; 카탈로그 번호 D3506-100G), 225.31 g/mol} 15 mg/mL의 농도로(30 mL DMF2 중 450 mg 쿠프랄) 5분 동안 10회 세척하였다. 이어서, 생성된 화합물 (17B)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다.
레진 고징화된 화합물 (17B)에 킬레이트의 컨쥬게이션은 3당량의 DOTA-트리스(t-Bu)에스터 {([2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]; CheMatech; 카탈로그 번호 137076-54-1), 0.30 mmol, 572.73 g/mol [171 mg]}와 함께 수행되었다. 킬레이터 빌딩 블록은 무수 DMF 중 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액은 레진-고정화된 DMF 예비-팽윤된 화합물 (17B)에 첨가되었다. DOTA 킬레이터의 커플링는 부드러운 교반과 함께 2시간의 과정 동안 진행되었다.
이러한 생산물 (18B)은 DMF1으로 3회 및 DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회 및 최종적으로 Et2O로 3회 세척되었고 진공 건조되었다.
최종 화합물 PSMA-ALB-05은 교반 및 이후 TFA, TIPS 및 H2O가 95:2.5:2.5의 비율로 구성된 혼합물로 2시간 내에 레진으로부터 절단되었다. TFA는 증발되고, 조생성물은 1:1 비율의 CAN 및 물에 용해되었으며 RP-HPLC를 통해 정제되었다.
상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.7의 두 부분에 요약되어 있다.
반응식 1.7: PSMA-ALB-05에 대한 알부민 결합-모이어티, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링
Figure pct00063
Figure pct00064
a) Fmoc-Lys(Alloc)-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; d) 50% 피페리딘, DMF; e) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; f) 50% 피페리딘, DMF; g) 요오도페닐 부틸산, HBTU, DMF, DIPEA;
반응식 1.7(계속): PSMA-ALB-05에 대한 알부민 결합-모이어티, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링...계속됨
Figure pct00065
h) Pd 촉매제, 모르폴린, DCM; i) DOTA 트리스(tBu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; j) TFA:TIPS:H2O
리신-코팅된 PSMA 전구체 (9)에 관하여, 4당량의 Fmoc 뿐만 아니라 Alloc 보호된 L-리신{(Fmoc-Lys(Alloc)-OH; Merck; 카탈로그 번호 8521240005), 0.40 mmol, 452.50 g/mol, [181 mg]}은 무수 DMF에서 4당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액은 DMF 예비-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (9)에 첨가되고 1시간 동안 교반되었다.
생성된 화합물 (10)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분에 한번 및 이후 5분에 다시 한번 세척함으로써 생성물 (11)을 수득하기 위해 실현되었다.
레진-고정화된 화합물 (11)에 킬레이터의 컨쥬게이션은 2당량의 DOTA-트리스(t-Bu)에스터 {([2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]; CheMatech; 카탈로그 번호 137076-54-1), 0.20 mmol, 572.73 g/mol [115 mg]}로 수행되었다. 킬레이터 빌딩 블록은 무수 DMF에서 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 1.98당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.198 mmol, 379.24 g/mol, [75 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 레진 고정화되고 DMF 예비-팽윤 화합물 (11)에 첨가하였다. DOTA 킬레이터의 커플링은 부드럽게 교반하면서 2시간 동안 진행되었다. 이어서, 생성된 화합물 (12)를 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, 마지막으로 DCM2로 3회 세척하였다.
화합물 (12)로부터의 Alloc-보호기의 절단은 3 mL 무수 DCM에서 30 당량의 모르 폴린{3.0 mmol, 87.12 g / mol, 0.999 g / mL, [262 μL]}의 존재 하에 0.03 당량의 TPP Pd{(Sigma; 카탈로그 번호 216666-1G), 0.03 mmol, 1155.56 g/mol, [35 mg]}과의 반응에 의해 실현되었다. 알루미늄 호일을 사용하여 암실에서 2시간 동안 반응을 수행하였다.
이어서, 레진을 DCM1로 3회, DCM2로 3회, DMF1로 3회, 마지막으로 DMF2로 3회 세척하였다. 팔라듐의 잔류 물을 제거하기 위해, 레진을 DMF 중 1% DIPEA (30 mL DMF2 중 300 μL DIPEA)로 10회 추가로 세척한 다음, DMF2중 쿠프랄 용액 {(Sigma; 카탈로그 번호 D3506-100G), 225.31 g / mol} 15mg/mL의 농도로(30 ml DMF2 중 450 mg 쿠프랄) 5분 동안 10회 세척하였다. 이후 생성된 화합물 (13)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다.
최종적으로, 알부민-결합 모이어티의 커플링을 위해, 4당량의 톨릴-부틸산{([4-(p-톨릴)부틸산]; ABCR; AB119212), 0.40 mmol, 178.23 g/mol, [71 mg]}은 무수 DMF 중 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에서 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; Catalog number 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화된다. DIPEA의 첨가 2분 후 용액을 레진 고정되고 DMF 예비-팽윤된 생산물 (13)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (14)를 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 마지막으로, Et2O로 3회 세척하고, 진공 건조시켰다.
최종 화합물 PSMA-ALB-06을 교반시킨 후 95:2.5:2.5의 비율의 TFA, TIPS 및 H2O로 이루어진 혼합물로 2 시간 내에 레진으로부터 절단에 의해 수득하였다. TFA를 증발시키고, 조생성물을 1:1 비율의 ACN 및 물에 용해시키고 RP-HPLC를 통해 정제하였다.
상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.8에 요약되어 있다.
반응식 1.8: PSMA-ALB-06에 대한 알부민 결합제, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링.
Figure pct00066
a) Fmoc-Lys(Alloc)-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) DOTA tir(tBu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; d) Pd 촉매제, 모르폴린, DCM; e) 톨릴 부틸산, HBTU, DMF, DIPEA; f) TFA, TIPS, H-2-O 95:2.5:2.5;
f) PSMA-ALB-07의 합성
리신 코팅된 PSMA 전구체 (9B)에 관하여, 4당량의 Fmoc 뿐만 아니라 Alloc 보호된 L-리신{(Fmoc-Lys(Alloc)-OH; Merck; 카탈로그 번호 8521240005), 0.40 mmol, 452.50 g/mol, [181 mg]}은 무수 DMF 중 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비 팽윤되고 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (9B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (10B)를 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (10B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분동안 1번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (11B)를 수득하기 위해 실현되었다.
리신 코팅된 PSMA 전구체 (11B)에 관하여, 3당량의 Fmoc 뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF 중 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비 팽윤되고 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (11B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
이어서, 생성된 화합물 (12B)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (12B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 1회 및 이후 다시 5분 동안 세척함으로써 생성물 (13B)을 수득하기 위해 실현되었다.
리신 및 아스파르테이트-코팅된 PSMA 전구체 (13B)에 관하여, 3당량의 Fmoc뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF 중 4당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비 팽윤되고 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (13B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (14B)을 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (14B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (15B)를 수득하기 위해 실현되었다.
리신 및 두 개의 아스파르테이트-코팅된 PSMA 전구체 (15B)에 관하여, 3당량의 Fmoc 뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF 중 4 당량의 DIPEA {0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비 팽윤되고 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (15B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (16B)을 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (14B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (17B)를 수득하기 위해 실현되었다.
레진-코팅된 생성물 (17B)에 관하여, 4당량의 요오드페닐-부틸산{([4- (p-iodophenyl)butyric acid]; Sigma; I5634-5G), 0.40 mmol, 290.10 g/mol, [116 mg]}은 무수 DMF 중 4당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; Catalog number 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 레진-고정화되고 DMF 예비 팽윤된 생성물(17B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (18B)을 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회, DCM1로 3회 및 마지막으로 DCM2로 3회 세척하였다.
생성된 화합물 (18B)로부터 Alloc-보호기의 선택적 제거는 3 mL의 무수 DCM에서 30 당량의 모르폴린{3.0 mmol, 87.12 g/mol, 0.999 g/mL, [262 μL]}의 존재 하에 0.03 당량의 TPP Pd {(Sigma; 카탈로그 번호 216666-1G), 0.03 mmol, 1155.56 g/mol, [35 mg]}와 반응을 통해 실현되었다. 알루미늄 호일을 사용하여 2시간 동안 암실에서 반응이 수행되었다.
이후 레진은 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회, DCM1로 3회 및 마지막으로 DCM2로 3회 세척하였다. 팔라듐의 잔기를 제거하기 위해, 레진은 추가적으로 DMF 중 1% DIPEA(30 mL DMF2 내 300 μL DIPEA)로 10회 세척된 후, 15 mg/mL의 농도로 DMF2 중 쿠프랄 용액{(Sigma; 카탈로그 번호 D3506-100G), 225.31 g/mol}(30 mL DMF2 중 450 mg 쿠프랄)으로 5분 동안 10회 세척되었다. 생성된 화합물 (19B)은 이후 DMF1로 3회 세척되고 DMF2로 3회 세척되었다.
레진-고정화된 화합물 (19B)에 킬레이터의 컨쥬게이션은 3 당량의 DOTA-트리스(t-Bu)에스터 {([2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]; CheMatech; 카탈로그 번호 137076-54-1), 0.30 mmol, 572.73 g/mol [171 mg]}로 수행되었다. 킬레이터 빌딩 블록은 무수 DMF 중 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]}의 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 레진-고정화되고 DMF 예비-팽윤된 화합물 (17B)에 첨가하였다. DOTA 킬레이터의 커플링은 부드러운 교반으로 2시간 과정동안 진행되었다.
이러한 생성물 (20B)은 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회 및 마지막으로 Et2O로 3회 세척되고 진공 건조되었다.
최종 화합물 PSMA-ALB-07은 교반 및 이후 TFA, TIPS 및 H2O의 95:2.5:2.5 비율로 이루어진 혼합물로 2시간 내에 레진으로부터 절단됨으로써 수득되었다. TFA는 증발되고 조생성물은 1:1 비율의 CAN 및 물에 용해되고 RP-HPLC를 통해 정제되었다. 상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.9의 두 파트에 요약되어 있다.
반응식 1.9: PSMA-ALB-07에 대한 알부민 결합-모이어티, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링.
Figure pct00067
Figure pct00068
a)Fmoc-Lys(Alloc)-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; d) 50% 피페리딘, DMF; e) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; f) 50% 피페리딘, DMF; g) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; h) 50% 피페리딘, DMF; i) 요오도페닐 부틸산, HBTU, DMF, DIPEA;
반응식 1.9 (계속): PSMA-ALB-07에 대한 알부민 결합-모이어티, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링.
Figure pct00069
h) Pd 촉매제, 모르폴린, DCM; i) DOTA 트리스(tBu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; j) TFA:TIPS:H2O
g) PSMA-ALB-08의 합성
리신-코팅된 PSMA 전구체 (9B)에 관하여, 4 당량의 Fmoc 뿐만 아니라 Alloc 보호된 L-리신{(Fmoc-Lys(Alloc)-OH; Merck; Catalog number 8521240005), 0.40 mmol, 452.50 g/mol, [181 mg]}은 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (9B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (10B)는 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (10B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (11B)를 수득하기 위해 실현되었다.
리신-코팅된 PSMA 전구체 (11B)에 관하여, 3당량의 Fmoc 뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (11B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (12B)는 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (12B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (13B)를 수득하기 위해 실현되었다.
리신 및 아스파르테이트 코팅된 PSMA 전구체 (13B)에 관하여, 3당량의 Fmoc 뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (13B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (14B)는 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (14B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (15B)를 수득하기 위해 실현되었다.
리신 및 두 개의 아스파르테이트-코팅된 PSMA 전구체 (15B)에 관하여, 3당량의 Fmoc 뿐만 아니라 tBu 보호된 D-아스파르테이트{(Fmoc-D-Asp-OtBu; Merck; 카탈로그 번호 8521440001), 0.30 mmol, 411.45 g/mol, [123 mg]}는 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 DMF 예비-팽윤된 고정화된 비스(tBu)-보호된 PSMA 전구체 (15B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (16B)는 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척하였다. 생성된 화합물 (14B)로부터 Fmoc-보호기의 선택적 제거는 1:1 비율의 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 2분 동안 한번 및 이후 5분 동안 다시 한번 세척함으로써 생성물 (17B)를 수득하기 위해 실현되었다.
레진-코팅된 생성물 (17B)에 관하여, 4 당량의 톨릴-부틸산(0.40 mmol}은 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 3.96 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.396 mmol, 379.24 g/mol, [149 mg]}로 활성화되었다. DIPEA 첨가 2분 후, 용액을 레진 고정화되고 DMF 예비-팽윤된 생성물 (17B)에 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
생성된 화합물 (18B)은 이후 DMF1로 3회, DMF2로 3회, DCM1로 3회, 및 마지막으로 DCM2로 3회 세척되었다.
화합물 (18B)로부터 Alloc-보호기의 절단은 3 mL의 무수 DCM에서 30 당량의 모르폴린{3.0 mmol, 87.12 g/mol, 0.999 g/mL, [262 μL]}의 존재 하에 0.03 당량의 TPP Pd {(Sigma; 카탈로그 번호 216666-1G), 0.03 mmol, 1155.56 g/mol, [35 mg]}와 반응을 통해 실현되었다. 상기 반응은 알루미늄 호일을 사용하여 암실에서 2시간 동안 수행되었다.
상기 레진은 이후 DCM1로 3회, DCM2로 3회, DMF1로 3회, 및 마지막으로 DMF2로 3회 세척되었다. 팔라듐의 잔기를 제거하기 위해, 상기 레진은 추가적으로 DMF 중 1% DIPEA(30 mL DMF2 중 300 μL DIPEA)로 10회 세척되고, 이후 DMF2 중 쿠프랄 용액{(Sigma; 카탈로그 번호 D3506-100G), 225.31 g/mol} 15 mg/mL의 농도 (30 mL DMF2 중 450 mg 쿠프랄)로 5분 동안 10회 세척되었다. 생성된 화합물 (19B)은 이후 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회 세척되었다.
레진-고정화된 화합물 (19B)에 킬레이터의 컨쥬게이션은 3 당량의 DOTA-트리스(t-Bu)에스터 {([2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]; CheMatech; 카탈로그 번호 137076-54-1), 0.30 mmol, 572.73 g/mol [171 mg]}로 수행되었다. 킬레이터 빌딩 블록은 무수 DMF에서 4 당량의 DIPEA{0.40 mmol, 129.24 g/mol, 0.742 g/mL, [70 μL]} 존재 하에 2.97 당량의 HBTU {(Sigma; 카탈로그 번호 12804-25G-F), 0.297 mmol, 379.24 g/mol, [112 mg]}로 활성화되었다. DIPEA의 첨가 2분 후, 용액을 레진-고정화되고 DMF 예비-팽윤된 화합물 (17B)에 첨가하였다. DOTA 킬레이터의 커플링은 부드러운 교반과 함께 2시간의 과정 동안 진행되었다.
이러한 생성물 (20B)을 DMF1로 3회 및 DMF2로 3회, DCM1로 3회, DCM2로 3회, 및 마지막으로 Et2O로 3회 세척하고 진공 건조하였다.
최종 화합물 PSMA-ALB-07은 교반 및 TFA, TIPS 및 H2O가 95:2.5:2.5의 중량비로 이루어진 혼합물로 2시간 이내에 레진으로부터 후속 절단을 통해 수득되었다. TFA는 증발되고, 조생성물은 1:1 비율의 ACN 및 물에 용해되고 RP-HPLC를 통해 정제되었다.
상기 기술된 합성의 개요는 반응식 1.10의 두 파트에 요약되어 있다.
반응식 1.10: PSMA-ALB-08에 대하여 알부민 결합-모이어티, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링.
Figure pct00070
Figure pct00071
a) Fmoc-Lys(Alloc)-OH, HBTU, DMF, DIPEA; b) 50% 피페리딘, DMF; c) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; d) 50% 피페리딘, DMF; e) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; f) 50% 피페리딘, DMF; g) Fmoc-D-Asp-OtBu, HBTU, DIPEA, DMF; h) 50% 피페리딘, DMF; i) 톨릴-부틸산, HBTU, DMF, DIPEA;
반응식 1.10 (계속): PSMA-ALB-08에 대하여 알부민 결합-모이어티, DOTA 킬레이터 및 PSMA 전구체의 커플링.
Figure pct00072
Figure pct00073
h) Pd 촉매제, 모르폴린, DCM; i) DOTA 트리스(tBu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; j) TFA:TIPS;H2O
1.1.3: PSMA 리간드의 177 Lu-표지 및 인비트로( in vitro ) 평가
인비트로 연구는 177Lu-PSMA-ALB-01/-03/-04/-05/-06/-07/-08로 수행되었다. 여기에는 표지 효율, n-옥탄올/PBS 분포 계수 및 혈청 단백질 결합 연구에 대한 예비 평가가 포함된다. 또한, PSMA 형질 주입된 PSMApos PC-3 PIP 세포주 (양성 대조군) 및 목(mock) 형질 주입된 PSMAneg PC-3 flu 세포주(음성 대조군)를 사용하여 흡수 및 내재화 실험을 수행하였다.
a) PSMA-리간드 및 방사성 핵종
PSMA-리간드 177Lu-PSMA-ALB-01/-03/-04/-05/-06/-07/-08는 상기 기술된 것과 같이 합성되었다. 기준 화합물 (PSMA-617)은 Advanced Biochemical Compounds (ABX GmbH, Radeberg, Germany)로부터 구입하였다. 담체가 첨가되지 않은 0.05 M HCl 중 177Lu는 Isotope Technologies Garching (ITG GmbH, Germany)에 의해 제공되었다.
b) 방사성 표지
PSMA-617의 저장 용액은 MilliQ 물에서 1mM의 최종 농도로 희석하여 제조하였다. 177Lu-PSMA-ALB-01/-03/-04/-05/-06/-07/-08을 MilliQ 물/DMSO에 희석하여 최종 농도 1 mM을 얻었다. 모든 화합물은 pH 3.5-4.5에서 아세트산 나트륨(0.5 M, pH 8) 및 HCl(0.05 M, pH ~ 1)의 1 : 5 혼합물에서 177Lu로 표지되었다. 실험 조건에 따라 화합물을 5-50 MBq/nmol의 특정 활성에서 177Lu로 표지하였다. 반응 혼합물을 95℃에서 15분 동안 인큐베이션한 후, C-18 역상 컬럼(XterraTM MS, C18, 5 μm, 150x4.6 mm; Waters)과 함께 고성능 액체 크로마토 그래피를 사용하여 품질 관리를 수행하였다. 이동상은 1.0 mL/분의 유속에서 15분에 걸쳐 95% A 및 5% B 내지 20% A 및 80% B의 구배를 갖는 0.1% 트리플루오로 아세트산 (A) 및 아세토니트릴 (B)을 함유하는 MilliQ 물로 구성된다. 방사성 리간드는 HPLC에 주입하기 전에 Na-DTPA를 함유하는 MilliQ 물 (50 μM (마이크로몰))에 희석하였다.
c) n-옥타놀/PBS 분포 계수의 측정
177Lu-PSMA-ALB-01/-03/-04/-05/-06/-07/-08 및 PSMA-617은 50 MBq/nmol의 특정한 활성으로 177Lu로 표지되었다. 방사성 리간드(0.5 MBq; 10 pmol, 25 μL)가 이후 1475 μL 의 PBS pH 7.4 및 1500 μL의 n-옥탄올을 포함하는 시약 튜브에 첨가되었다. 바이알을 활발하게 볼텍싱한 후, 상 분리를위한 원심 분리 단계를 수행하였다. 마지막으로, 정의된 부피의 PBS 및 n-옥탄올의 방사능을 감마 계수기(Perkin Elmer, Wallac Wizard 1480)에서 측정하여 분당 계수 비율(cpm)의 로그로 표현된 분포 계수를 계산했으며, 이는 n-옥탄올 상에서 PPM 상의 cpm 측정으로 측정되었다.
d) 필터 분석
177Lu-PSMA-ALB-01/-03/-04/-05/-06/-07/-08 및 177Lu-PSMA-617의 플라즈마 결합은 한외여과 분석을 사용하여 측정되었다.
따라서, 화합물을 50 MBq nmol의 특정 활성에서 177Lu로 표지하고, 실온에서 인간 혈장 샘플 또는 PBS에서 인큐베이션 하였다. 유리 및 혈장 결합 분획을 원심 분리 한외 여과 장치 (4104 원심 분리 필터 유닛 [Millipore]; 30000 Da 공칭(nominal) 분자량 한계, 메틸셀룰로오즈 미세분획 막)를 사용하여 분리하였다. 배양된 용액을 한외 여과 장치에 로딩하고 20℃에서 40분 동안 2500 rpm으로 원심 분리하였다. 여과물로부터의 샘플을 감마 카운터에서 방사능에 대해 분석하였다. 혈장-결합된 화합물의 양은 상응하는 로딩 용액에 대하여 여과물에서 측정된 방사능 분율(100%로 설정)로 계산되었다.
e) Cell 내재화 분석
세포 흡수 및 내재화 실험은 신규 화합물의 특이성을 조사하기 위하여 PSMA-형질주입된 PSMApos PC-3 PIP 및 목(mock)-형질주입된 PSMAneg PC-3 flu 세포를 사용하여 177Lu-PSMA-ALB-01/-03/-04/-05/-06/-07/-08 및 기준 화합물로 수행되었다.
37℃ 및 5% CO2에서(표준 조건) 10% 소태아 혈청, L-글루타민, 항생제 및 퓨로마이신 (2 ㎍/mL)이 보충된 RPMI 세포 배양 배지에서 세포를 성장시켰다. 세포 세척을 위해 PBS/EDTA (2 mM) 및 세포 분리를 위해 트립신을 사용하여 일주일에 두 번 통상적인 세포 배양을 수행하였다. 세포를 12-웰 플레이트 (2 mL RPMI 배지/웰 중 ~3x105 세포)에 시딩하여 표준 조건에서 밤새 접착 및 성장시켰다. 보충제(975 ㎕/웰) 없이 RPMI 배지를 첨가하기 전에 상청액을 제거하고 세포를 PBS pH 7.4로 세척하였다. 화합물을 5 MBq/nmol의 특정 활성에서 177Lu로 표지하고, 플라스틱 용기에의 부착을 방지하기 위해 0.05% 소태아 혈청 알부민(BSA)/0.9% NaCl 용액에서 1.5 MBq/mL로 희석하였다. 세포를 표준 조건에서 각각 2시간 및 4시간 동안 25μL(~ 37.5kBq)/웰 방사성 표지된 PSMA 리간드와 함께 배양하였다. 인큐베이션 후, 세포를 빙냉 PBS로 3회 세척하고 방사성 리간드의 총 흡수량을 측정하였다 (표면상의 PSMA-결합 분획 및 내재화된 분획). 내재화된 방사성 리간드의 분획을 빙냉 PBS로 세척한 세포에서 평가한 후, 스트리핑 완충액 (100 mM NaCl 중 0.05 M 글리신 스트리핑 완충액, pH 2.8) 및 빙냉 PBS 로 추가 세척 단계로 10분 동안 배양하였다. NaOH(1M, 1mL)를 각 웰에 첨가하여 세포 샘플을 용해시켰다. 세포 현탁액의 샘플을 γ- 카운터(Perkin Elmer, Wallac Wizard 1480)에서 측정하였다. 세포 현탁액의 균질화 후, 단백질 농도는 마이크로 BCA 단백질 분석 키트(Pierce, Therma Scientific)를 사용하여 각 샘플에 대해 측정되었다. 결과는 150 ㎍/mL 단백질 당 총 첨가된 방사능의 백분율로 표현되었다.
1.2 결과
1.2.1 표지 효율성
PSMA-ALB-01 및 -03은 최대 100 MBq/nmol의 특정 활성 및 >98%의 우수한 방사선 화학 수율로 177Lu로 성공적으로 표지되었다. PSMA-ALB-04, -05, -06, -07 및 -08은 최대 50 MBq/nmol의 특정 활성 및 >97%의 우수한 방사성 화학 수율로 예비 테스트에서 177Lu로 표지되었다. 실험에 사용된 특정 활성(달리 명시되지 않은 경우)은 50 MBq/nmol이었다. 인비트로 및 인비보 연구에 사용된 화합물의 방사선 화학 순도는 항상 >97%였다 (도 1).
1.2.2 n-옥탄올/PBS 분포 계수
177Lu-PSMA-ALB-01, -03, -04 및 -06은 유사한 n-옥탄올/PBS 분포 계수 (LogD 값)를 보인 반면, 177Lu-PSMA-ALB-05, -07 및 -08의 계수는 약간 더 친수성인 화합물을 나타냈다. 일반적으로, 데이터는 알부민 결합 독립체의 도입이 기준 화합물 177Lu-PSMA-617과 비교하여 친수성을 감소시키는 것으로 나타났지만, 모든 화합물은 logD 값 >2.7으로 매우 친수성이다 (도 2).
1.2.3 알부민-결합 특징
177Lu-PSMA-ALB-01, -03, -04, -05, -06 및 -07의 한외 여과 실험은 인간 혈장에서 배양될 때 화합물의 >94%가 필터를 통과하지 못하여, 높은 혈청 단백질 결합 능력을 나타냈다. 단백질이 존재하지 않는 화합물 sin PBS를 배양할 때 화합물을 여과하는 쉬운 가능성이 입증되었다(도 3). 새로 설계된 모든 화합물은 177Lu-PSMA-617과 비교하여 혈청 단백질 결합 능력이 증가한 것으로 나타났으며, 이는 단지 약 44%의 알부민 결합 분율을 나타냈다 (도 3).
1.2.4 내재화
PSMA 리간드 177Lu-PSMA-ALB-01, -03, -04, -05, -06, -07 및 -08의 세포 흡수 및 내재화를 조사하고 PC-3 PI/flu 세포를 사용하여 기준 화합물 177Lu-PSMA-617과 비교하였다 (도 4). PC-3 PIP 세포 (PSMApos) 로의 모든 화합물의 흡수는 각각 2 시간 또는 4 시간에 177Lu-PSMA-617과 유사하였다. 흥미롭게도, PSMA 리간드의 내재화 분율은 2시간 및 4시간 시점에서 177Lu-PSMA-617보다 높았다. 177Lu-PSMA-ALB-06 및 177Lu-PSMA-ALB-08의 내재화 속도는 거의 177Lu-PSMA-617과 유사했다. PC-3 flu 세포(PSMAneg)에서 모든 방사성 리간드의 흡수는 <0.5%였으며, 이는 모든 화합물의 높은 PSMA-특이적 흡수/내재화를 입증했다.
실시예 2: 마우스 모델에서 PSMA 리간드의 인비보( In Vivo ) 평가
177Lu-PSMA-ALB-01, -03, -04, -05, -06, -07 및 -08은 인비보에서 특성화되었다. 따라서, 면역결핍 Balb/c 누드 마우스는 PSMApos PC-3 PIP 및 PSMAneg PC-3 flu 세포로 접종되었다(inoculated). 상기 리간드의 정맥(i.v.) 적용 이후, 광범위한 생체 분포 및 SPECT/CT 연구가 수행되었다. 177Lu-PSMA-ALB-01-08의 종양 흡수, 종양/혈액 비율, 종양/신장 비율 및 종양/간 비율은 도 5 및 6에 요약되어 있다.
2.1 재료 및 방법
2.1.1 종양 마우스 모델
마우스는 5-6주령에 독일, 술츠펠트, 찰스 리버 연구소 (Charles River Laboratories)로부터 입수 하였다. 암컷, 무 흉선 누드 Balb / c 마우스는 오른쪽 어깨에 PC-3 PIP 세포 (Ca2+/Mg2+와 함께 100 μL 행크 밸런스 염 용액 (Hank's balanced salt solution, HBSS) 중 6 x 106개 세포) 및 왼쪽 어깨에 PC-3 flu 세포 (100 μL HBSS Ca2+/Mg2+ 중 5 x 106개 세포)로 피하 접종되었다. 2주 후, 종양은 생체 분포 및 영상화 연구의 수행에 적합한 약 200-300 mm3의 크기에 도달하였다.
2.1.2 생체 분포 연구
PSMA 리간드 주사 2주 전에 종양 세포를 접종한 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스를 사용하여 생체 분포 연구를 수행하였다. 방사성 리간드는 0.9% NaCl에 희석되고 100-200 μL의 부피로 i.v. 주사되었다. 방사성 리간드의 주사(p.i.) 후 상이한 시점에서 마우스를 안락사시켰다. 선별된 조직 및 기관을 수집, 칭량하고 감마 카운터를 사용하여 측정하였다. 결과는 붕괴-수정되었고 조직 질량 그램 당 주입된 활성의 백분율(%IA/g)로 나열되었다.
2.1.3 SPECT/CT 영상화 연구.
SPECT/CT 실험은 전용 소형 동물 SPECT/CT 카메라(NanoSPECT/CTTM, Mediso Medical Imaging Systems, Budapest, Hungary)를 사용하여 수행되었다. PSMA 리간드는 25 MBq/nmol의 특정한 활성도로 표지되고 0.05% BSA를 포함하는 식염수에 희석되었다. 방사성 리간드(25 MBq, 1 nmol, 100 μL) 주사 후 4 시간, 24 시간 및 72 시간에 스캔을 획득하였다. 데이터는 NanoSPECT/CTTM 소프트웨어를 사용하여 재구성되었고 VivoQuant (version 3.0, inviCRO Imaging Services and Software, Boston USA)를 사용하여 후 처리되었다. 가우스 사후-재구성 필터 (FWHM = 1mm)를 적용하고 이미지에 표시된대로 방사능 스케일을 설정했다 (최소값 = 0.095 Bq/voxel 내지 최대 값 = 95 Bq/voxel).
2.1.4 마우스 모델에서 치료
치료 연구 0 일에, 통계적으로 유사한 체중 및 종양 부피를 갖는 5개의 마우스 그룹 (그룹 A 내지 E, n = 6)에 비히클 (BSA 0.05%를 함유하는 식염수; 그룹 A)만, 177Lu-PSMA-617 (그룹 B 및 C), 및 177Lu-PSMA-ALB-06 (그룹 D 및 그룹 E)을 각각 주사하였다 (표 2.1). 그룹 B 및 D의 마우스는 2 MBq의 방사성 리간드 (1 nmol/마우스)를, 그룹 C 및 E의 마우스는 5 MBq의 방사성 리간드(1 nmol/마우스)를 받았다. 12 주에 걸쳐 격일로 체중 및 종양 크기를 측정함으로써 마우스를 모니터링 하였다. 미리 정의된 종말점 기준에 도달하거나, 또는 84일째에 연구를 종료할 때 마우스를 안락사시켰다. 상대 체중(RBW)은 [BWx/BW0]으로 정의되었으며, 여기서 BWx는 주어진 날 x에서 그램 단위의 체중이고 BW0는 0일째에서 그램 단위의 체중이다. 종양 치수는 디지털 캘리퍼로 가장 긴 종양 축 (L) 및 그 수직 축 (W)을 측정함으로써 결정되었다. 종양 부피 (V)는 식 [V=0.5*(L*W2)]에 따라 계산되었다. 상대 종양 부피(RTV)는 [TVx/TV0]으로 정의되었으며, 여기서 TVx는 주어진 날 x에서 mm3의 종양 부피이고 TV0는 0 일째에서 mm3의 종양 부피이다.
표 2.1: 치료 연구의 설계
Figure pct00074
a 각각의 마우스에 주사 전 및 후에 측정된 주사기 내 방사능. b 각 그룹에 대해 측정된 값 사이에서 유의한 차이가 측정되지 않음 (p > 0.05).
방사성 핵종 요법의 효능은 종양 성장 지연 (TGDx)으로 표현되었고, 이는 종양 부피가 0일째에 초기 부피에 비해 x-배 증가하는데 필요한 시간으로 계산되었다. 종양 성장 지연 지수 [TGDIx = TGDx(T) / TGDx(C)]는 초기 종양 부피의 2배 (x=2, TGD2) 및 5-배 (x=5, TGD5) 증가에 대해 대조군 마우스 (C)에 대한 처리된 마우스 (T)의 TGDx 비율로 계산되었다. 바람직하지 않은 부작용을 식별하기 위한 척도로서, 첫번째 대조 마우스를 안락사시켜야 하는 날에 체중을 비교하였다. 안락사 후, 신장, 간 및 뇌를 수집하고 무게를 측정하였다. 안락사 일에 얻은 기관 질량을 사용하여 기관 비율(신장 대 뇌 및 간 대 뇌)을 계산하였다.
GraphPad Prism 소프트웨어 (버전 7)를 사용한 Tukey의 다중 비교 사후 테스트와 함께 일원 분산 분석(one-way ANOVA)을 사용하여 결과 부분에 표시된대로 유의성(significance)에 대해 데이터가 분석되었다. p <0.05의 값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다. 생존도 분석은 Kaplan-Meier 곡선 및 로그-순위 테스트 (Mantel Cox)로 수행되었다.
2.2 결과
2.2.1 177 Lu-PSMA-ALB-01, 177 Lu-PSMA-ALB-03의 생체 분포
177Lu-PSMA-ALB-01 및 177Lu-PSMA-ALB-03의 조직 분포는 8 일에 걸쳐 조사되었다. 화합물 177Lu-PSMA-ALB-01 및 177Lu-PSMA-ALB-03 은 매우 유사한 조직 분포 프로파일을 나타냈다 (도 5A).
높은 방사능 수준이 이미 초기에 혈액 풀에서 관찰될 수 있었으며 시간이 지남에 따라 천천히 그러나 꾸준히 제거되었다(cleared). PSMApos PC-3 PIP 종양에서 두 방사성 리간드의 흡수는 그것이 정체기에 도달할 때까지 증가하였고 연구가 끝날때까지 실질적으로 떨어지지 않았다. PC-3 flu 종양의 흡수는 혈중 수준보다 분명히 낮았으며, 이는 PSMA-특이적 결합 및 인비보에서 흡수를 가리킨다 (도 5A). 177Lu-PSMA-ALB-01 및 -03의 생체 분포 데이터는 아래 표 2.2 및 2.3에 개시된다.
표 2.2: PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-01의 생체 분포
Figure pct00075
Figure pct00076
표 2.3: PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-03의 생체 분포
Figure pct00077
Figure pct00078
2.2.2 177 Lu-PSMA-ALB-04 및 177 Lu-PSMA-ALB-05의 생체 분포
177Lu-PSMA-ALB-04 및 177Lu-PSMA-ALB-05의 조직 분포는 8 일에 걸쳐 조사되었다 (도 5B).
177Lu-PSMA-ALB-04를 주사한 동물의 혈액 활성 수준은 초기 시점에서 매우 높았으며, 현저하게 가장 높게 유지되었다. 높은 PSMApos PC-3 PIP 종양 축적이 관찰되었으며, 이는 연구의 끝에서 약간 감소했다. PSMAneg PC-3 flu 종양 및 기타 비-표적 기관에서 축적된 활성은 혈액 수준보다 분명히 낮았으며, 이는 인비보에서 PSMA-특이적 결합 및 흡수를 가리킨다.
177Lu-PSMA-ALB-05를 주사한 동물의 혈액 풀에서 높은 수준은 빠르게 감소하고 연구가 끝날때까지 낮은 수준에서 안정적으로 유지되었다. 177Lu-PSMA-ALB-05를 주사한 마우스의 PSMApos PC-3 PIP 종양에서 가장 높은 방사능 흡수가 관찰될 수 있었고, 이후 종양 조직으로부터의 지속적인 세척이 이어졌다. PC-3 flu 종양 및 다른 조직에서의 흡수는 혈중 농도보다 분명히 낮았으며, 이는 PSMA-특이적 결합 및 인비보 흡수를 가리킨다. 177Lu-PSMA-ALB-04 및 -05의 생체 분포 데이터는 하기 표 2.4 및 2.5에 개시된다.
표 2.4: PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-04의 생체 분포
Figure pct00079
Figure pct00080
표 2.5: PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-05의 생체 분포
Figure pct00081
Figure pct00082
2.2.3 177 Lu-PSMA-ALB-06, 177 Lu-PSMA-ALB-07, 177 Lu-PSMA-ALB-08의 생체 분포
177Lu-PSMA-ALB-06, -07 및 -08의 조직 분포를 주사 후 3 일까지 조사하였다 (도 5C).
모든 화합물의 혈액 활동 수준이 빠르게 감소했으며 전체 연구에서 유사하였다(comparable). 화합물 177Lu-PSMA-ALB-06에 대해 가장 높은 PSMApos PC-3 PIP 종양 축적이 관찰되었으며, 이는 연구의 끝에서 약간 감소하였다. PSMAneg PC-3 flu 종양 및 기타 비-표적 기관에서 축적된 활성은 혈액 수준보다 분명히 낮았으며, 실험된 화합물 모두에 대하여 이는 인비보에서 PSMA-특이적 결합 및 흡수를 가리킨다. 177Lu-PSMA-ALB-06, -07 및 -08 의 생체 분포 데이터는 하기 표 2.6, 2.7 및 2.8에 개시된다.
표 2.6: PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-06의 생체 분포
Figure pct00083
Figure pct00084
(n/d = 미측정)
표 2.7: PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-07의 생체 분포
Figure pct00085
Figure pct00086
(n/d = 미측정)
표 2.8: PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 177Lu-PSMA-ALB-08의 생체 분포
Figure pct00087
Figure pct00088
(n/d = 미측정)
2.2.4 SPECT/CT 영상화 연구.
177Lu-PSMA-ALB-03 및 177Lu-PSMA-ALB-06 주사 후 상이한 시점에서 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스의 SPECT/CT 이미지를 수행하였다. 177Lu-PSMA-ALB-03 및 177Lu-PSMA-ALB-06의 정확한 주입 활성은 각각 25 MBq 및 23 MBq이다. 177Lu-PSMA-ALB-03 및 177Lu-PSMA-ALB-06의 바람직한 인비보에서 거동(behavior)은 도 26에 개시되었다.
2.2.5 마우스 모델에서 치료
대조군 마우스 (그룹 A)는 시간이 지남에 따라 일정한 종양 성장을 보였으며, 이는 177Lu-PSMA-617의 낮은 활성으로 처리된 마우스의 종양 성장(그룹 B: 2 MBq/마우스)과 유사하였다. 그룹 B의 마우스의 종양 성장 지연 지수 (TGDI2 = 0.8, TGDI5 = 1.4, 표 2.9)는 TGDI가 1로 정의된 대조군 동물의 값과 유사하였다. 첫번째 대조군 마우스는 16일에 종점에 도달한 반면, 그룹 B에서는 12 일에 마우스 하나를 안락사시켜야 했다 (표 2.9). 177Lu-PSMA-617의 높은 활성(그룹 C: 5 MBq/마우스) 또는 177Lu-PSMA-ALB-06의 낮은 활성(그룹 D: 2 MBq/마우스)을 사용할 때 마우스는 효과적으로 처리되었다. TGDI2 및 TGDI5 는 두 그룹의 마우스 (그룹 C 및 D)에 대해 유사하였고, 결과적으로 마우스는 동일한 시간 범위(그룹 C: 26 일 내지 40 일; 그룹 D: 28 일 내지 44 일; 데이터 개시되지 않음)에 안락사되어야 했다. 177Lu-PSMA-ALB-06 (그룹 E: 5 MBq/마우스)의 높은 활성으로 처리된 마우스에서, 종양 성장이 효과적으로 억제되었다. 그룹 E의 4마리 마우스에서 종양이 완전히 사라졌으며 84일째에 연구의 종료시까지 재성장이 관찰되지 않았다.
표 2.9: 177Lu-PSMA-ALB-06 및 177Lu-PSMA-617의 종양 크기의 x-배 증가(TGDIx)로 종양 성장 억제(TGI) 및 종양 성장 지연 지수
Figure pct00089
177Lu-PSMA-617의 높은 활성 또는 177Lu-PSMA-ALB-06의 낮은 활성을 받은 마우스는 중앙값 생존이 상당히 증가된 것으로 나타났다 (그룹 C: 32 일, 그룹 D: 36 일, 표 2.9, 도 27). 84일에 연구가 끝났을 때, 177Lu-PSMA-ALB-06 (그룹 E)의 높은 활성으로 처리된 4마리의 마우스는 여전히 살아 있으므로, 따라서 이 그룹에 대한 평균 생존 시간은 정의되지 않은 채로 남았다.
실시예 3: PSMA 리간드의 임상 평가
3.1: 사례 1
치료적 방사성 핵종 루테튬 -177로 방사성 표지된 화합물 PSMA-ALB-06을 광범위한 빌로바(bilobar) 간 전이를 갖는 경미하게 분화된 전립선 선암종뿐만 아니라 다발성(disseminated) 골아세포 전이(골반 영역에서), 및 다발성 볼륨성 림프절 전이를 갖는 환자에서 개별 치료 시험의 범위에서 사용하였다. 방사성 표지된 화합물 PSMA-ALB-06의 생체 분포 및 인비보에서 거동의 평가는 SPECT-CT 측정 수단에 의해 수행되었다.
SPECT-CT 시각화는 주사 후(p.i.) 최대 46 시간의 상이한 시점에서 수행되었다. 방사성 표지된 화합물 PSMA-ABL-06은 연장된 혈액 순환 및 개선된 생체 이용률을 보여주었다 (도 7). 건강한 기관(특히 간, 타액 및 신장)에서 비특이적 흡수는 시간이 지남에 따라 보통으로(moderate) 유지되는 반면, 혈액 제거(clearance)는 첫 1시간 내에 완료된다. SPECT-CT는 악성 조직에서 방사성 표지된 화합물의 실질적인 특정한 흡수를 가리킨다 (도 8).
이들 최초의 인간에서의 결과는 PSMA 양성 종양의 치료 가능성을 보여주는 화합물의 개선된 약동학적 특성에 대한 전임상 연구를 확인시켜준다.
3.2 사례 2:
양전자 방출 방사성 핵종 갈륨-68로 방사성 표지된 화합물 PSMA-ALB-06을 전이성 거세(castration) 저항성 전립선 암 환자에서 PET-CT의 진단제로 개별 치료 시험에 사용하였다. 악성 조직은 높은 특이성을 가진 PET를 사용하여 시각화 할 수 있는 반면, 표적 이외의 건강한 장기의 백그라운드 방사능은 중간 수준으로 유지된다 (도 9). 주사 후 시간이 지남에 따라 이미지의 높은 콘트라스트(contrast)가 증가하여 연장된 혈액 제거 및 종양에서의 높은 특이적 흡수를 확인한다.
실시예 4: PET 영상화를 위한 44 Sc와 조합된 PSMA 리간드의 조사
4.1 44 Sc-PSMA-ALB의 생체 분포 데이터
44Sc는 이전에 보고된 바와 같이 PSI의 인젝터 2 시설에서 생산되었다.2 임상적으로 확립된 PSMA-617 리간드를 사용하여 우리 그룹에 의해 이전에 보고된 바와 같이 PSMA-ALB-06의 방사성 표지화가 수행되었다.5 생체 분포 연구는 PSMA-양성 PC-3 PIP 종양 세포 (오른쪽 어깨) 및 PSMA-음성 PC-3 flu 종양 (왼쪽 어깨)을 갖는 암컷 Balb/c 누드 마우스에서 수득되었다. 이를 위해, 마우스에 방사성 리간드 주사 12-14일 전에 종양 세포로 접종하였다. 주사 후(p.i.) 1시간, 4시간 및 6시간에 마우스를 안락사시키고 해부하였다 (도 10A, 표 4.1). 케이브(Cave): 44Sc-PSMA-ALB-06을 6 시간에 걸쳐 조사한 결과, 24 시간 동안 177Lu-PSMA-ALB-06에 대한 데이터를 이용할 수 있었다 (도 10B).
표 4.1: PC-3 PIP/flu 종양-보유 마우스에서 44S c-PSMA-ALB-06의 생체 분포 데이터.
Figure pct00090
4.2 3. 44 Sc-PSMA-ALB-06로 주사된 마우스의 PET/CT 영상화
PET/CT 실험은 우리 그룹이 이전에 보고한 것처럼 작은-동물 PET/CT 카메라 (G8, Perkin Elmer, US)를 사용하여 수행되었다.5 5 MBq 44Sc-PSMA-ALB-06 주사 후 1시간, 4시간 및 20시간에 이미지를 촬영하였다. 도 11은 동일한 규모로 준비된 스캔을 보여준다. 장기와 조직을 최대한 잘 보이도록 조정된 스케일로 추가 이미지를 준비했다. 도 12는 방사능이 주로 혈액에서 순환하고 아직 PSMA-양성 종양에 축적되지 않은 1시간 후의 스캔을 보여준다.
도 13은 조정된 스케일로 20 h p.i. 스캔을 보여준다. 따라서, 백그라운드 활성이 주로 배출되는 동안 종양을 잘 보이게 하는 것이 가능하다.
4.3 결론
PSMA-ALB-06의 표지는 적어도 5 MBq/nmol의 특정 활성에서 44Sc로 성공적으로 수행되었다. 결과적인 생체 분포 연구 및 PET 영상화 결과는 177Lu-PSMA-ALB-06에 대해 이전에 결정된 것과 44Sc-PSMA-ALB-06의 유사한 특성을 나타낸다. 44Sc-PSMA-ALB-06의 높은 종양 흡수로 인해, 이 방사성 리간드는 백그라운드 활성이 배출될 때 늦은 시점 (>4h p.i.)에서 작은 병변을 영상화하는 데 유용한 도구로 여겨진다. 이러한 접근법의 임상적 해석은 가장 촉망되는 것으로 보이며 제안된 개념의 가능성을 확인하기 위해 다음 단계 중 하나여야 한다.
실시예 5: NODAGA 기능화 알부민 결합 PSMA 리간드의 설계 및 전임상 평가
구리의 안정적인 착물화에 적합한 장기-순환 PSMA-표적화제가 설계되었으며, 이는 지연된 시점에서 전립선 암의 PET 영상화가 가능하다. 따라서, PSMA-ALB-06의 DOTA 킬레이터를 NODAGA-킬레이터로 대체하여 PSMA-ALB-89를 얻었다. PSMA-ALB-89 및 PSMA-ALB-06을 64Cu로 표지하고 방사능 분해 안정성을 테스트하였으며, 이는 혈청 알부민에 결합 및 PSMA-양성 PC-3 PIP 및 PSMA-음성 PC-3 flu 종양 세포로 흡수된다. 생물 분포 및 PET/CT 영상화 연구는 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스에서 수행되었다.
PSMA-ALB-89의 구조식은 아래에 나타내었다:
Figure pct00091
5.1 재료 및 방법
PSMA-리간드의 고체상 합성. PSMA-ALB-89로 지칭되는 NODAGA-기능화된 PSMA 리간드는 PSMA-ALB-06에 대해 보고된 바와 같이 고체상 플랫폼을 사용하여 합성되었다(실시예 1 참조). 유일한 차이는 합성의 마지막 단계에서 킬레이터의 컨쥬게이션과 관련된다 (반응식 5.1). 컨쥬게이션은 무수 N,N-디메틸포름아미드 (DMF)에서 4 당량의 N,N-디이소프로필에틸아민(DIPEA)의 존재 하에 2.97 당량의 O-(벤조트리아졸-1-릴)- N,N,N',N'-테트라메틸우로늄 헥사플루오로포스페이트(HBTU)로 활성화된 3 당량의 NODAGA-트리스(t-Bu)에스터[4-(4,7-비스(2-(tert-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7-트리아자사이클로노난-1-일)-5(tert-부톡시)-5-옥소펜탄산]으로 수행되었다. NODAGA 킬레이터의 커플링은 부드러운 교반으로 3시간에 걸쳐 진행되었다. 최종 생성물을 레진으로부터 절단하고 이어서 트리플루오로아세트산(TFA), 트리이소프로필실란(TIPS) 및 H2O이 95 : 2.5 : 2.5 (v / v)의 비율로 구성된 혼합물을 사용하여 2시간 이내에 탈보호시켰다.
반응식 5.1: NODAGA-기능화된 PSMA 리간드의 합성
Figure pct00092
a) NODAGA 트리스(t-Bu)에스터, HBTU, DIPEA, DMF; b) TFA, TIPS, H2O 95:2.5:2.5
방사성 표지 및 안정성. 64Cu는 PSI의 리서치 사이클로트론 인젝터 2 시설에서 64Ni(p, n)64Cu 핵 반응을 통해 생성되었다.28 PSMA-ALB-89 및 PSMA-ALB-06은 5.5% 이하의 초산나트륨(0.5 M, pH 8)을 함유하는 MilliQ 물에 용해시켜 1 mM 스톡 용액을 제조하였다. PSMA 리간드는 5-50 MBq/nmol 사이의 특정 활성에서 pH 5에서 아세트산 나트륨(0.5 M)과 HCl(0.05 M)의 혼합물에서 64Cu로 표지되었다. 반응 혼합물을 15분 동안 95℃에서 인큐베이션 하였다. 방사성 리간드의 품질 관리는 RP-HPLC를 사용하여 수행하였다. 방사성 리간드는 추가 정제 단계없이 인비트로 및 인비보 실험에 사용되었다.
64Cu-표지된 PSMA 리간드 (120 μL에서 250 MBq; 50 MBq/nmol)의 품질 관리는 RP-HPLC를 사용하여 제조(t=0h) 직후에 결정되었다. 반응 혼합물을 식염수로 250 MBq/500 μL의 활성 농도로 희석하고 실온에서 인큐베이션 하였다. 화합물의 완전성을 하루에 걸쳐 조사하였다 (각각 t=1시간, 4시간 및 24시간). 온전한 방사성 리간드의 양은 알려지지 않은 구조의 분해 산물의 모든 방사성 피크의 합에 관하여 HPLC 크로마토그램의 생성물 피크의 통합 및 100%로 설정된 방출된 64Cu의 추적을 통해 정량화되었다.
n-옥탄올/PBS 분포 계수(LogD 값)의 결정. 64Cu-표지된 방사성 리간드 (50 MBq/nmol)의 분포 계수(logD 값)는 액체-액체 추출을 사용한 진탕 플라스크 방법에 의해 결정되고 그 다음 이전에 보고된 바와 같이 상 분리되었다. 각각의 방사성 리간드에 대해 5개의 복제물로 3개의 실험을 수행하였다. 데이터의 통계적 유의성(p <0.05)은 짝을 이루지 않은 t-검정(GraphPad Prism 소프트웨어, 버전 7)을 사용하여 평가되었다.
알부민 결합 특성의 결정. 인간 혈장 단백질에 대한 방사성 리간드의 결합은 한외 여과 분석에 의해 측정되었다. 64Cu-표지된 PSMA-리간드(5-50 MBq, 0.01 nmol)를 이전에 보고된 바와 같이 대조 실험으로서 인간 혈장 (Stiftung Blutspende SRK Aargau-Solothurn, Switzerland) 또는 PBS의 상이한 희석액으로 희석시켰다. 방사성 리간드 둘 다를 사용하여 3회 독립적인 실험을 중복(duplicates) 수행하고, 데이터를 반-대수 플롯(비선형 회귀, 1-사이트, 특이적 결합)에 맞추어 GraphPad Prism 소프트웨어(버전 7)에서 절반 최대 결합 (B50)을 얻었다.
세포 흡수 및 내재화. PSMA-양성 PC-3 PIP 및 PSMA-음성 PC-3 flu 세포를 사용하여 세포 흡수(표면 결합 및 내재화된 분획의 합) 및 방사성 리간드의 내재화(5 MBq/nmol)를 측정하였다.
인비보 연구. 인비보 실험은 로컬 수의사 부서(local veterinarian department)의 승인을 받았으며 스위스 동물 보호법에 따라 수행되었다. 모든 마우스는 5-6 주령의 찰스 리버 연구소(Charles River Laboratories) (독일, 술츠 펠트)로부터 입수하였다. 암컷, 무흉선 BALB/c 누드 마우스는 실험 수행 12-14일 전에 오른쪽 어깨에 PC-3 PIP 세포 (Ca2+/Mg2+가 있는 100 μL 행크 밸런스 염 용액 (HBSS)에 6x106개 세포) 및 왼쪽 어깨에 PC-3 flu 세포(Ca2+/Mg2+가 있는 100 μL HBSS에 5x106개 세포)를 피하 접종하였다.
생물 분포 연구. 마우스를 0.05% BSA를 함유하는 식염수로 희석된 각각의 방사성 리간드(5 MBq, 1 nmol, 100 μL)로 측면 꼬리 정맥에 주사하였다. 주사 후(p.i.) 1시간, 4시간 및 24시간 이후에 마우스를 희생시키고 선택된 조직 및 기관을 수집, 칭량 및 γ-카운터를 사용하여 측정하였다. 4-6 마리의 마우스 그룹을 각 시점에 사용하였다. 결과는 붕괴-수정되었고 조직 질량 그램 당 주사된 활성의 백분율(%IA/g)로 나열되었다. 데이터는 평균±표준 편차(SD)로 표시된다. GraphPad Prism 소프트웨어 (버전 7)를 사용한 Bonferroni의 다중 비교 사후 테스트와 함께 일원 분산 분석을 사용하여 데이터 세트의 유의성을 분석했다. <0.05의 p-값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다.
PET/CT 영상화 연구. 방사성 리간드(5 MBq/1 nmol)의 주사 후 1시간, 4시간 및 24시간에 PET/CT 실험을 수행하였다. 마우스를 0.05% BSA를 함유하는 식염수에 희석된 각각의 방사성 리간드(5 MBq, 1 nmol, 100 μL)로 측면 꼬리 정맥에 주사하였다. PET/CT 스캔은 이전에 보고된 바와 같이 작은-동물 PET/CT 스캐너 (G8, Perkin Elmer, Massachusetts, USA)를 사용하여 수행되었다. PET 스캔은 10분 동안 지속되었고 이후 1.5분의 CT 스캔이 이어졌다. 인비보 스캔 동안, 마우스를 이소플루란 및 산소의 혼합물로 마취시켰다. 획득된 데이터의 재구성은 G8 스캐너 제공자의 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 모든 이미지는 VivoQuant 사후-처리 소프트웨어 (버전 3.0, inviCRO Imaging Services and Software, Boston USA)를 사용하여 준비되었다. 종양, 간 및 신장을 가장 잘 보이게 하기 위해 더 낮은 스케일의 2%를 절단함으로써 이미지를 준비하였다.
5.2 결과
PSMA 리간드의 합성. PSMA-ALB-89는 PSMA-ALB-06 (실시예 1)의 합성과 유사하게 고체상 지지체를 사용하여 합성되었다. DOTA-킬레이터의 컨쥬게이팅 대신, NODAGA 킬레이터가 사용되었다(반응식 5.1). 이러한 다단계 합성(17 단계)은 반-정제 HPLC 정제 후 전체 수율 8.7%로 매우 순수한 화합물(> 98%)을 생산하였다.
64 Cu-라벨이 붙은 PSMA 리간드의 방사성 표지, 안정성 및 인비트로 특성. PSMA-ALB-89 및 PSMA-ALB-06은 최대 50 MBq/nmol의 특정 활성에서 64Cu로 표지되었다. 방사성 리간드는 높은 방사 화학 순도(>98%) 및 유사한 체류 시간(~11분)을 나타냈다. 64Cu-PSMA-ALB-89 및 64Cu-PSMA-ALB-06은 4 시간 이상 동안 안정적(>92%)이었다. 64Cu-PSMA-ALB-89의 n- 옥탄올/PBS 분포 계수 (logD 값) (-2.3±0.7)는 64Cu-PSMA-ALB-06의 logD 값(-3.1 ± 0.1)보다 약간(p> 0.05) 높지만 유의하게(p> 0.05) 높지는 않았다.
알부민 결합 특성. 64Cu-PSMA-ALB-89 및 64Cu-PSMA-ALB-06은 인간 혈장에서 배양될 때 혈장 단백질(>92%)에 유사한 결합을 나타냈다. 64Cu-PSMA-ALB-89의 절반-최대 결합 (B50)은 454의 [HSA]-대 [방사성 리간드] 비율에 도달했다. 이는 64Cu-PSMA-ALB-89에 비해 약간 증가된 결합을 나타내며, 이는 [HSA] 대 [radioligand] 비율 770에서 절반 최대 결합에 도달했다(도 14).
세포 흡수 및 내재화. PCC-3 PIP 세포 내로의 64Cu-PSMA-ALB-89의 세포 흡수는 ~46%이었고 37℃에서 2 시간의 인큐베이션 기간 후 ~14%의 내재화 분획이었다. 세포 흡수는 4시간 인큐베이션 시간(~52%) 후에 약간 증가한 반면, 내재화 분획은 변하지 않은채(약 14%)로 유지되었다. 64Cu-PSMA-ALB-06에 대해 유사한 값이 측정되었다(도 15A). PC-3 flu 세포에서의 흡수는 PSMA-특이적 세포 흡수를 가리키는 방사성 리간드 둘 다에 대해 0.5% 미만이었다(도 15B).
생체 분포 연구. 64Cu-PSMA-ALB-89의 조직 분포 프로파일은 종양 보유 마우스에서 24 시간의 기간에 걸쳐 평가되었다 (도 16, 표 5.1). 혈액 풀 활성의 빠른 감소가 시간이 지남에 따라 관찰되었다 (각각 24 시간 p.i.에 <3.2% IA/g 및 <1.4%IA/g). PC-3 PIP 종양에서 64Cu-PSMA-ALB-89의 축적은 주사 직후 이미 높았고(1시간 pi에서 25.9±3.41% IA/g) 연구 종료 시점에서 증가했다(24 시간 p.i.에 97.1±7.01% IA/g). PSMA를 발현하지 않는 PC-3 flu 종양에서 방사능의 축적은 일반적으로 혈액 수준 미만이었다. 64Cu-PSMA-ALB-89의 간 흡수 패턴은 혈액 활성 수준 또는 그 이하 범위로 방사능 수준을 나타냈다(도 17).
종양 대 신장 비율은 시간이 지남에 따라 증가했지만, 64Cu-PSMA-ALB-89의 주사 후 값은 다소 낮았다. 64Cu-PSMA-ALB-89의 종양 대 간 비율은 높았다. 종양 대 근육 비율은 시간이 지남에 따라 24시간 p.i.에서 200±38.2로 증가하였다.
표 5.1: 64Cu-PSMA-ALB-89 및 64Cu-PSMA-ALB-06 의 종양 대 백그라운드 비율
Figure pct00093
*모든 종양(Tu) 대 기간 비율에 대하여: Tu=PSMA-양성 PC-3 PIP 종양
PECT/CT 영상화 연구. 64Cu-표지된 방사성 리간드의 주사 후 상이한 시점에서 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스로 24 시간에 걸쳐 PET/CT 스캔을 수행하였다(도 17). 64Cu-PSMA-ALB-89는 PSMA-양성 종양 이종 이식편(PC-3 PIP 종양)에서 유의한 정도로 축적된 반면 PSMA-음성 종양(PC-3 flu 종양)에서는 흡수가 관찰되지 않았다. 육안 검사는 주사 16 시간 후, 축적 방사성 리간드의 종양 대 신장 비율이 명백히 >1이고 시간이 지남에 따라 더 증가한 것으로 나타났다. 혈액에서 방사능으로 인해 발생하는 장기 및 조직의 백그라운드 신호는 1 시간 p.i.에 촬영된 이미지에서 잘 보인다.
5.3 논의
이 연구에서, 64Cu로 표지된 긴-순환 PSMA 리간드는 방사성 리간드 적용 후 하루에도 PET가 가능하도록 합성되었다. PSMA-ALB-89는 PSMA-ALB-06에 대해 전술한 바와 같이 합성되었지만, DOTA 킬레이터를 커플링하는 대신, NODAGA 킬레이터가 다른 표적화제를 위해 우리 그룹에서 이전에 수행된 바와 같이 사용되었다.
PSMA-ALB-89는 높은 특이적 활성에서 64Cu로 재현 가능하게 방사성 표지되었으며 방사성 화학 순도(50 MBq/nmol; >95%)는 고품질의 합성된 리간드뿐만 아니라 PSI에서 사내(in-house) 생산된 64Cu의 우수한 방사성 화학 순도를 나타낸다. 인비트로에서, 64Cu-PSMA-ALB-89 및 64Cu-PSMA-ALB-06은 24시간 후에 제한된 분해만 검출할 수 있는 실온에서 수시간 동안 배양 후 모두 안정하다. 이러한 결과는 NODAGA- 및 DOTA- 킬레이터가 모두 인비트로에서 64Cu와 안정한 복합체를 형성하고 있음을 시사한다.
64Cu-PSMA-ALB-89의 알부민-결합 특성은 인비트로에서 시험될 때 64Cu-PSMA-ALB-06과 동일한 범위에 있었다. 64Cu-PSMA-ALB-89 및 64Cu-PSMA-ALB-06에 대해 인비트로에서 관찰된 유사한 세포-결합 및 내재화 분획에 의해 입증된 바와 같이, PSMA에 대한 결합 특이성은 상이한 킬레이터에 의해 영향을 받지 않았다.
PSMA-양성 및 PSMA-음성 종양을 사용하여 잘 확립된 이종 이식 마우스 모델에서 수득된 생체 분포 데이터는 64Cu-PSMA-ALB-89의 종양 흡수가 모든 조사된 시점에서, 가능한 더 긴 혈액 순환 시간의 결과로 유의하게 증가함을 보여주었다. 64Cu-PSMA-ALB-89의 최대 종양 흡수는 연구 종료시에만(24시간 p.i.) 도달했다. PET/CT 이미지는 높은 종양 흡수 및 간 축적 감소와 관련하여 64Cu-PSMA-ALB-89의 바람직한 조직 분포 프로파일을 확인하였다. 전립선 암으로 인해 기타 비특이적 방사능 축적에 의해 가려질 수 있는 간 전이가 발생할 수 있으므로, 낮은 간 흡수가 중요하다.
5.4 결론
본 실시예에서, PSMA-ALB-06의 DOTA 킬레이터는 NODAGA-킬레이터로 대체되어 PET 영상화를 위해 64Cu의 안정적인 조정이 가능하다. 64Cu-PSMA-ALB-89는 증가된 인비보 안정성을 나타내었으며, 이는 64Cu-PSMA-ALB-89의 증가된 종양 축적 및 감소된 간 보유에 의해 명백하였다.
실시예 6: 추가 DOTA 기능화된 PSMA 결합 리간드의 설계 및 평가
6.1 재료 및 방법
알부민 결합 PSMA 리간드의 고상 합성. PSMA-ALB-02, PSMA-ALB-05 및 PSMA-ALB-07로 각각 지칭되는 PSMA 리간드는 고체상 플랫폼을 사용하여 설계 및 합성되었다. PSMA-표적 요소-기반의 약물분자구조(pharmacophore) -L-Glu-NH-CO-NH-L-Lys-는 Eder et al.(2012)에 의해 기술된 방법과 유사하게 2-클로로트리틸 클로라이드(2-CT) 레진 상에서 제조되었다. 2-나프틸-L-Ala 및 트랜스-시클로헥실 모이어티로 구성된 링커 영역은 실시예 1에 기재된 바와 같이 합성되었다. 이러한 레진-고정화 및 비스(t-Bu)-보호된 전구체 -L-Glu-NH-CO-NH-L-Lys-2-Nal-L-Ala-NH2-Me-1,4-트랜스 -CHX, 화합물 1로 지칭되는 것- 를 3개의 모든 알부민-결합 PSMA 리간드의 합성의 기초로 사용하였다 (도 18).
리신-기반 빌딩 블록의 컨쥬게이션 및 Nα-Fmoc-보호기의 선택적 절단을 포함하는 합성의 다음 단계는 3가지 화합물 모두에 대해 동일하게 수행되었다. 레진-고정된 비스(t-Bu)-보호된 전구체(0.3 mmol; 화합물 (1))에 대하여, 4 당량의 Nα-Fmoc- 및 Nε-Alloc-보호된 L-리신(Fmoc-Lys(Alloc)-OH)은 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 중 4 당량의 N,N-디이소프로필에틸아민(DIPEA)의 존재 하에 3.96 당량의 O-(벤조트리아졸-1-릴)-N,N,N',N'-테트라메틸우로늄헥사플루오로포스페이트(HBTU)로 활성화되고 1시간 동안 교반되었다. 이어서, Nα-Fmoc-보호기의 선택적 제거를 1:1(v/v)의 비율로 DMF 및 피페리딘의 혼합물로 수행하였다. 이어서, 생성된 전구체(2)를 각각의 특정 화합물에 특이적인 후속 합성에 사용하였다.
PSMA-ALB-02. PSMA-ALB-02의 합성은 DMF에서 4 당량의 DIPEA의 존재 하의 3.96 당량의 HBTU로 활성화된 4 당량의 4-(p-요오도페닐)부틸산을 사용하는 동안 알부민 결합 모이어티의 레진-고정화된 전구체(0.1 mmol; 화합물(2))에 커플링을 통해 달성되었다. 이어서, 화합물 (3)으로부터의 Nε-Alloc-보호기의 절단은 암 조건에서 2시간 이내에 디클로로메탄(DCM) 중 30 당량의 모르폴린의 존재하에 0.03 당량의 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (TPP Pd)으로 수행되었다. 팔라듐의 잔류물을 제거하기 위해, 레진을 DMF 중 1% DIPEA로 추가로 세척한 후, DMF에서 나트륨 디에틸디티오카르바메이트 용액(c=15 mg/mL)으로 세척하였다. 마지막으로, 레진-고정화된 화합물에 킬레이터의 컨쥬게이션은 DMF 중 4 당량의 DIPEA의 존재 하에 1.98 당량의 HBTU로 활성화된 2당량의 DOTA-트리스(t-Bu)에스터 [2-(4,7,10-트리스(2-(t-부톡시)-2-옥소에틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)아세트산]로 수행되었다. DOTA 킬레이터의 커플링은 부드러운 교반으로 2시간 과정 동안 진행되었다. 생성된 화합물 (4)은 DMF, DCM 및 마지막으로 Et2O로 세척된 후 진공 건조되었다. 생성물을 레진으로부터 절단하고 이어서 트리플루오로아세트산(TFA), 트리이소프로필실란(TIPS) 및 H2O가 95:2.5:2.5의 비율(v/v)로 구성된 혼합물을 사용하여 2시간 이내에 탈보호시켰다. TFA를 증발시키고, 조화합물을 1:1 비율(v/v)의 ACN 및 H2O에 용해시키고 반-제조 칼럼(Supporting Information)을 사용하여 역상 고성능 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)를 통해 정제하였다. PSMA-ALB-02의 특성 분석은 각각 분석 RP-HPLC(Supporting Information) 및 매트릭스-보조 레이저 탈착/이온화 질량 분석(MALDI-MS) 또는 전기분무 이온화 질량 분석(ESI-MS)에 의해 수행되었다. 상기 개요된 합성은 반응식 6.1에 요약되어 있다.
반응식 6.1: PSMA-ALB-02에 대한 PSMA 전구체, 알부민-결합 모이어티, 및 DOTA 킬레이터의 컨쥬게이션
Figure pct00094
a(a) 4-(p-요오도페닐)부틸산, HBTU, DIPEA, DMF; (b) TTP Pd(0), 모르폴린, DCM; (c) DOTA 트리스(t-Bu) 에스터, HBTU, DIPEA, DMF; (d) TFA, TIPS, H2O 95:2.5:2.5.
PSMA-ALB-05 및 PSMA-ALB-07. PSMA-ALB-05의 합성은 1시간 과정 동안 부드러운 교반과 함께 DMF에서 4 당량의 DIPEA의 존재하에 2.97 당량의 HBTU로 활성화된 3 당량의 N-Fmoc- 및 Oβ-t-Bu-보호된 D-아스파르테이트(Fmoc-D-Asp-Ot-Bu)를 사용하는 동안 D-아스파르테이트-기반 빌딩 블록을 레진-고정화된 전구체(0.1 mmol; 화합물 (2))에 커플링을 통해 달성되었다. 생성된 화합물로부터 N-Fmoc 보호기의 선택적 제거를 상기한 바와 같이 수행하였다. 하나의 추가 Fmoc-D-Asp-O-t-Bu 및 후속 N-Fmoc 절단의 유사 커플링을 반복하여 화합물 (5)를 생성하였다. 다음 단계에서, 4 당량의 4-(p-요오도페닐)부틸산을 DMF 중 4당량의 DIPEA의 존재하에 3.96 당량의 HBTU로 활성화시키고 1시간 동안 교반하였다. 생성물 (6)으로부터 Nε-Alloc-보호기의 선택적 제거는 상기한 바와 같이 진행되었다. 킬레이터의 레진-고정화 화합물로의 컨쥬게이션을 부드럽게 교반하면서 2시간 동안 DMF에서 4당량의 DIPEA의 존재하에 1.98 당량의 HBTU로 활성화된 2 당량의 DOTA-트리스(t-Bu)에스터로 수행하였다. 생성된 화합물 (7)을 DMF, DCM 및 마지막으로 Et2O로 세척한 후 진공 건조시켰다. 생성물을 레진으로부터 절단하고 이어서 95:2.5:2.5(v/v)의 비율의 TFA, TIPS 및 H2O의 혼합물을 사용하여 2시간 내에 탈보호시켰다. TFA를 증발시키고, 조화합물을 1:1(v/v) 비율의 ACN 및 H2O에 용해시키고 RP-HPLC(Supporting Information)를 통해 정제하였다. PSMA-ALB-05의 특성 분석은 각각 분석 RP-HPLC(Supporting Information) 및 MALDI-MS 또는 ESI-MS에 의해 수행되었다.
PSMA-ALB-07의 합성 및 정제는 제3 Fmoc-D-Asp-O-t-Bu의 하나의 추가적 커플링 및 후속 N-Fmoc 절단과 함께 PSMA-ALB-05와 유사하게 수행되었다 (8). 다음 단계는 4-(p-요오도페닐)부틸산 (9)의 컨쥬게이션, 이후 Nε-Alloc-보호기의 선택적 제거 및 DOTA-트리스(t-Bu)에스터의 컨쥬게이션 (10)을 포함하였다. 레진으로부터 절단한 후, 화합물을 PSMA-ALB-05 (Supporting Information)에 기재된 바와 같이 탈보호 및 정제/특징 분석하였다. PSMA-ALB-05 및 PSMA-ALB-07의 합성은 반응식 2에 요약되어 있다. 동결 건조된 분말 형태의 각 PSMA 리간드의 안정성은 냉동실에서(-18℃) 장기간 저장 후(각각 2 및 4개월) 분석적 RP-HPLC 및 MALDI-MS를 사용하여 실험되었다.
반응식 6.2: (A) PSMA-ALB-05 및 (B) PSMA-ALB-07a에 대하여 PSMA 전구체, 알부민-결합 모이어티, 및 DOTA 킬레이터의 컨쥬게이션:
Figure pct00095
Figure pct00096
a(a) 4-(p-요오도페닐)부틸산, HBTU, DIPEA, DMF; (b) TTP Pd(0), 모르폴린, DCM; (c) DOTA 트리스(t-Bu) 에스터, HBTU, DIPEA, DMF; (d) TFA, TIPS, H2O 95:2.5:2.5.
방사성 표지 및 안정성. 새로운 PSMA 리간드(각각 PSMA-ALB-02, PSMA-ALB-05 및 PSMA-ALB-07)와 PSMA-617(Advanced Biochemical Compounds, ABX GmbH, Radeberg, Germany)을 10-15% 아세트산 나트륨 용액 (0.5M, pH 8)을 함유하는 MilliQ 물에 용해켜 방사성 표지용 1mM 스톡 용액을 제조하였다. PSMA 리간드는 5-50 MBq/nmol의 특정 활동에서 pH 4에서 소듐 아세테이트(0.5M, pH 8) 및 HCl(0.05M)의 혼합물에서 177Lu(Itopepe Technologies Garching (ITG GmbH, Germany)에서 제공한 0.04M HCl 중 담체가 없는 177LuCl3)로 표지하였다. 반응 혼합물을 10분 동안 95℃에서 인큐베이션 하였다. 방사성 리간드의 품질 관리는 RP-HPLC (Supporting Information)를 사용하여 수행되었다. 방사성 리간드 용액을 추가 정제 단계없이 인비트로 및 인비보 실험에 사용하였다.
방사성 리간드의 안정성은 RP-HPLC를 사용하여 시간에 따라 결정되었다. PSMA 리간드는 L-아스코르브산(0.5 M, 3 mg)의 첨가 없이 및 첨가와 함께 50 MBq/nmol의 특정 활성에서 177Lu(250 MBq)로 방사성 표지된 후, 250 MBq/500 μL의 활성 농도로 식염수에 희석시켰다. 리간드의 방사성 표지 효율은 제조 직후(t=0시간) 결정되었고, 실온에서 다양한 기간(각각 t=1시간, 4시간 및 24시간) 동안 인큐베이션 후 화합물의 완전성을 조사하였다. 완전한 화합물의 양은 미지의 구조의 분해 산물 및 100%로 설정된 유리 177Lu의 추적(traces)의 모든 방사능 피크의 합에 관하여 HPLC 크로마토그램의 생성물 피크의 적분에 의해 정량화되었다.
n-옥탄올/PBS 분포 계수(LogD 값)의 결정. 177Lu-표지된 방사성 리간드의 분포 계수(logD 값)는 액체-액체 추출을 사용한 진탕 플라스크 방법에 의해 측정된 후, 이전에 보고된 바와 같이 상 분리되었다. 즉, PSMA 리간드는 50 MBq/nmol의 특정 활성에서 177Lu로 방사성 표지되었다. 방사성 리간드의 샘플을 인산염 완충 식염수(PBS) 및 n-옥탄올과 혼합한 후 격렬하게 볼텍싱 하였다. 상 분리를 위해 원심분리 후, 각 층의 활성 농도를 γ-카운터(Perkin Elmer, Wallac Wizard 1480)로 측정 하였다. 각 화합물에 대해 5회 반복 실험으로 3회의 실험을 수행하였다.
필터 분석. 마우스 및 인간 혈장 단백질에 대한 방사성 리간드의 결합능은 전술한 바와 같이 한외 여과 분석에 의해 측정되었다 (실시예 1). 177Lu-표지된 PSMA 리간드(50 MBq/nmol)를 마우스 혈장(Rockland, USA) 및 인간 혈장(Stiftung Blutspende SRK Aargau-Solothurn, Switzerland)에 각각 희석하고, 실온에서 15분 동안 배양하였다. 또한, 방사성 리간드는 대조군 실험으로 PBS(단백질이 없는 완충 용액)에 희석되었다. 용액의 분취액을 한외 여과 장치에 로딩하고 원심분리 하였다. 여과된 활성을 γ-카운터로 측정하고, 총 첨가된 활성의 백분율로 혈장 단백질-결합 활성(필터 막에 유지됨)을 계산하는데 사용하였다. 각각의 방사성 리간드 (각각 177Lu-PSMA-ALB-02, 177Lu-PSMA-ALB-05 및 177Lu-PSMA-ALB-07)로 3개의 독립적인 실험을 2회 수행하였다. 177Lu-PSMA-617을 사용하여 2개의 추가 실험을 이중으로 수행하였다. 통계 분석(Bonferroni의 다중 비교 사후 테스트를 통한 일원 분산 분석)은 GraphPad Prism 소프트웨어, 버전 7을 사용하여 수행되었다. p-값 <0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다.
세포 흡수 및 내재화. 세포 표면상의 PSMA-결합 분획 및 내재화 분획 (세포 흡수로 지칭됨) 및 방사성 리간드의 내재화 분획의 합은 PSMA-양성 PC-3 PIP를 사용하여 5 MBq/nmol의 특정 활성에서 결정되었고 PSMA-음성 PC-3 flu 세포는 전술한 바와 같다(실시예 1). 방사성 표지 용액을 실험실 바이알 및 튜브에 대한 부착을 방지하기 위해 0.05%(w/v) 소태아 혈청 알부민(BSA)을 함유하는 식염수에 희석시켰다. 세포 배양 배지로 방사성 리간드 용액의 추가 희석은 최종 BSA 농도(0.00125%)를 초래하였으며, 이는 무시할 수 있고 방사성 리간드의 세포 흡수 및 내재화에 영향을 미치지 않았다. 신규한 방사성 리간드를 사용한 각 실험과 동시에, 177Lu-PSMA-617을 사용한 대조 실험도 수행되었다. 실험을 3회 수행하고 각각의 방사성 리간드에 대해 3회 반복하였다.
인비보 연구. 인비보 실험이 수행되어 5-6 주령의 암컷, 무흉선 BALB/c 누드 마우스(Charles River Laboratories, Sulzfeld, Germany)가 이들 연구에 사용되었다. 마우스는 실험 수행 약 12-14일 전에 오른쪽 어깨에 PC-3 PIP 세포(Ca2+/Mg2+가 있는 100 μL 행크 밸런스 염 용액(HBSS)에 6x106개 세포) 및 왼쪽 어깨에 PC-3 flu 세포(100 μL HBSS에 5x106개 세포)를 피하 접종하였다.
생물 분포 연구. 5 MBq/nmol의 특이적 활성으로 표지된 방사성 리간드의 주사 후 1시간, 4시간, 24시간, 48시간, 96시간 및 192시간에 생체 분포 실험을 수행하였다. 방사성 리간드 주사시의 종양 질량은 150±40 mg이었고, 이는 약 150 mm3의 평균 종양 부피에 해당한다. 식염수에 희석된 각각의 방사성 리간드(5 MBq, 1 nmol, 100 μL)를 사용하여 마우스의 측면 꼬리 정맥에 주사하였다. 바이알 및 주사기에 방사성 리간드의 흡착을 방지하기 위해 식염수에 BSA(0.05%)를 첨가하였다. 주사 후(p.i.) 상이한 시점에서 마우스를 희생시키고, 선택된 조직 및 기관을 수집, 칭량 및 γ-카운터를 사용하여 측정하였다. 3-6 마리 마우스 그룹을 각 시점에 사용하였다. 또한, 식염수에 희석된 2-(포스포노메틸)-펜탄디온산(2-PMPA, 500 nmol, 100 μL)을 주사하여 차단 연구를 수행하였다. 2-PMPA 용액을 177Lu-PSMA-ALB-02의 적용 15분 전에 주사하고, 마우스를 각각 1시간 및 4시간에 희생시켰다. 결과는 붕괴-수정되었고 조직 질량 그램 당 주사된 활성의 백분율 (%IA/g)로 나열되었다. 곡선 아래 면적(AUC)은 GraphPad Prism 소프트웨어, 버전 7을 사용하여 종양, 신장 및 혈액의 생체 분포 데이터로부터 얻은 비-붕괴-보정된 데이터로부터 3개의 알부민 결합 PSMA 리간드 및 177Lu-PSMA-617에 대해 측정되었다.
통계 분석은 GraphPad Prism 소프트웨어 (버전 7)를 이용한 Bonferroni의 다중 비교 사후 테스트와 일원 분산 분석을 사용하여 생체 분포 데이터 세트로부터 얻은 곡선 아래 면적(AUC)을 비교하기 위해 수행되었다. <0.05의 p-값은 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다.
SPECT/CT 영상화 연구. 방사성 리간드 주사 후 4시간, 24시간 및 72시간에 SPECT/CT 실험을 수행하였다. 마우스를 0.05% BSA를 함유하는 식염수에 희석된 각각의 방사성 리간드(25 MBq, 1 nmol, 100 μL)로 측면 꼬리 정맥에 주사하였다. 또한, PSMA를 차단하기 위해 방사성 리간드 주입 15분 전에 2-PMPA(500 nmol, 100 μL) 또는 비 방사성 표지된 PSMA-ALB-02 (100 nmol, 100 μL)를 받은 마우스로 177Lu-PSMA-ALB-02를 주사한 후 1시간, 4시간 및 24시간에 SPECT/CT 스캔을 수행했다. SPECT/CT 스캔은 소형 동물 SPECT/CT 스캐너(NanoSPECT / CTTM, Mediso Medical Imaging Systems, Budapest, Hungary)를 사용하여 수행되었다. SPECT 스캔은 45분 동안 지속되었고 7.5분의 CT 스캔이 이어졌다. 인비보 스캔 동안, 마우스를 이소플루란과 산소의 혼합물로 마취시켰다. 획득된 데이터의 재구성은 NanoSPECT/CTTM의 소프트웨어를 사용하여 수행되었다. 모든 이미지는 VivoQuant 사후 처리 소프트웨어(버전 3.0, inviCRO Imaging Services and Software, Boston USA)를 사용하여 준비되었다. 가우스 후 재구성 필터(FWHM = 1mm)를 SPECT 이미지에 적용하고 이미지에 표시된대로 방사능의 스케일을 설정했다(최소값=0.95 Bq/voxel에서 최대값=95 Bq/voxel).
6.2 결과
PSMA 리간드의 합성. 알부민 결합 부분을 갖는 PSMA 리간드는 표준 Fmoc(9-플루오레닐메틸옥시카르보닐) 프로토콜을 사용하는 고체상 플랫폼을 통해 합성되었다(도 19). 합성은 제1 아미노산의 C- 말단의 2-CT 레진으로의 고정으로부터 시작하여 C→N 방향으로 조립되었다. 마지막 단계로서, 화합물을 레진으로부터 절단한 후 완전히 탈보호하여 산성 조건 하에서 수행하였다. PSMA-ALB-02 (17 단계), PSMA-ALB-05 (20 단계) 및 PSMA-ALB-07 (22 단계)의 다단계 합성은 반-제조 HPLC 정제 후 12.9~21.2%의 전체 수율로 매우 순수한(>98%) 화합물을 제공했다(표 6.1). 3개의 PSMA 리간드는 모두 -18℃에서 동결 건조된 분말로서 적어도 4개월 이상 안정한 것으로 밝혀졌다.
표 6.1: PSMA-ALB-02, PSMA-ALB-05, 및 PSMA-ALB-07의 분석 데이터
Figure pct00097
a [M+H]+로 검출된 비표지된 리간드의 질량 분석. b분석 RP-HPLC에서 비표지된 리간드의 유지 시간. 분석 칼럼(100x4.6 mm) 활용된 물(A) 및 ACN(B) 중 0.1% TFA로 이루어진 정지상과 함께 Chromolith RP-18e 고정상. 분석 수행을 위해, 1 mL/분의 유속에서 용제 B 중 용제 A(10분 내 90-10%)의 선형 구배가 사용되었다. C PSMA-617의 순도는 이 화합물의 ABX GmBH 증명서로부터 얻었다.
177 Lu-PSMA 리간드의 방사성 표지, 안정성 및 인비트로 특성. PSMA-ALB-02, PSMA-ALB-05 및 PSMA-ALB-07은 최대 50 MBq/nmol의 특정 활성에서 177Lu로 쉽게 표지되었다. 방사성 리간드는 >98%의 높은 방사성 화학 순도를 나타냈다. L-아스코르브산의 첨가는 24시간 후 ~97% 온전한 177Lu-PSMA-ALB-02, ~96% 온전한 177Lu-PSMA-ALB-05 및 ~89% 온전한 177Lu-PSMA-ALB-07을 생산하였다(도 20B). 177Lu-PSMA-617은 덜 안정하여 4시간 후에 ~86% 온전한 화합물을 생성하였지만, 24시간 후에 완전한 분해(<2% 온전한 화합물)가 관찰되었다(도 20A). L-아스코르브산의 존재는 24시간 후에도 >98% 온전한 177Lu-PSMA-617을 생산하는 방사성 분해를 완전히 방지하였다(도 20B). 177Lu-PSMA-ALB-02의 n-옥탄올/PBS 분포 계수(logD 값) (-2.8±0.09)가 가장 높았다. 가장 낮은 logD 값은 177Lu-PSMA-617(-4.4±0.15)에 대해 얻었다.
세포 흡수 및 알부민에 대한 결합의 인비트로 시험. 37℃에서 2시간의 인큐베이션 기간 후 PC-3 PIP 세포로의 177Lu-PSMA-ALB-02, 177Lu-PSMA-ALB-05 및 177Lu-PSMA-ALB-07의 흡수는 52-57% 범위였지만 내재된 분획은 18-24%였다(도 21A). 4시간 배양 후, 세포 흡수 및 내재화는 각각 60-63% 및 20-26%로 약간 증가했다. 177Lu-PSMA-617은 세포 흡수에 대해 유사한 값을 보였으나(58%), 4시간 배양 후 방사성 리간드의 12%만이 내재화되었다. PC-3 flu 세포에서의 흡수는 모든 알부민-결합 방사성 리간드뿐만 아니라 177Lu-PSMA-617에 대해 0.5% 미만이었다(도 21B).
한외 여과 분석의 결과는 마우스 혈장(각각 87±1.0%, 77±2.1% 및 64±2.1%), 인간 혈장(각각 95±1.2%, 95±0.6 및 95±0.1%)과 함께 배양했을 때 177Lu-PSMA-ALB-02, 177Lu-PSMA-ALB-05 및 177Lu-PSMA-ALB-07의 유의한 혈장 단백질 결합능을 나타냈다. 이 값은 177Lu-PSMA-617의 경우보다 현저히 높았으며(p<0.05), 이는 마우스 혈장 단백질(9.3±1.1%)에 대한 결합률이 매우 낮고 인간 혈장 단백질에 대한 일부 결합(57±2.3%)만을 보여주었다. PBS로 수행된 대조 실험은 아마도 필터 장치에 대한 비특이적 흡착으로 인해 필터상의 방사성 리간드의 <5% 보유를 나타내었다(데이터는 나타내지 않음).
생체 분포 연구. 177Lu-PSMA-ALB-02, 177Lu-PSMA-ALB-05 및 177Lu-PSMA-ALB-07의 조직 분포를 192 시간에 걸쳐 각각 오른쪽 및 왼쪽 어깨에 PC-3 PIP 및 PC-3 flu 종양이 있는 마우스에서 평가하였다(도 22).
모든 PSMA 방사성 리간드의 PC-3 PIP 종양으로의 흡수는 유사한 동역학적 프로파일을 나타냈다. 177Lu-PSMA-ALB-02는 4 h p.i에서 이미 78.4±12.8% IA/g에 달하는 빠른 종양 축적을 보여주었으며, 그리고 24시간 p.i. 동안 이 수준으로 유지되었다(76.4±2.49% IA/g). 모든 신규 화합물, 특히 177Lu-PSMA-ALB-02는 높은 혈액 활성 수준(18-21% IA/g), 혈액으로부터 빠른 방사능 제거 및 빠른 신장 제거를 나타냈다. 177Lu-PSMA-617은 4 h p.i에서 이미 ~56% IA/g의 최대 종양 흡수에 도달하여 192 시간 후 ~20% IA/g로 감소했다. 이는 혈액으로부터 신속하게 제거되어 1 시간 후 <1% IA/g을 초래하였고, 1 시간 p.i.에 ~10% IA/g 내지 24시간 p.i.에 <1% IA/g에 신장으로부터 지속적인 세척을 나타냈다. 다른 모든 조직의 방사능 수준은 혈액 수준보다 낮았으며 시간이 지남에 따라 지속적으로 감소했다.
종양 대 혈액, 종양 대 신장 및 종양 대 간 비율은 모든 신규 화합물, 특히 177Lu-PSMA-ALB-02에서 높았다. 빠른 신장 제거로 인해, 177Lu-PSMA-617은 증가된 종양 대 백그라운드 비율을 보여주었다.
표 6.2: 주사 후 24 및 48시간에 종양 대 백그라운드 비율
Figure pct00098
177Lu-PSMA-ALB-02의 주사 전에 2-PMPA의 투여에 의해 PSMA를 차단하기 위해 추가 연구가 수행되었다. PC-3 PIP 종양에서, 동일한 시점에서 차단되지 않은 흡수와 비교할 때 각각, 1 시간 및 4 시간 p.i에 64%(17.6±3.24% IA/g) 및 41%(46.0±7.29% IA/g)만큼 흡수가 감소하였다. 신장에 축적된 방사능은 방사성 리간드 주사 후 1 시간 및 4시간에 각각 81% 및 59% 감소했다. 다른 모든 장기 및 조직에서 방사능 축적의 경미하지만 뚜렷하지 않은 감소가 관찰되었다(데이터는 나타내지 않음).
혈액 풀, 종양, 신장 및 간에서 방사성 리간드의 축적에 대한 곡선 아래 면적(AUC)을 계산하기 위해 생체분포 연구의 비-붕괴 보정 데이터를 사용했다 (도 23, 표 6.3).
표 6.3: 177Lu-PSMA-ALB-02, -05 및 -07의 비-붕괴-보정된, 시간 의존적 생체분포 데이터 및 AUC의 비율에 기초한 곡선 아래 면적(AUC)
Figure pct00099
모든 신규한 방사성 리간드는 177Lu-PSMA-617에 대해 수득된 AUC(p<0.05)의 거의 두 배인 PC-3 PIP 종양 흡수에 대해 비슷한 AUC를 나타냈다. 모든 방사성 리간드는 AUC의 높은 종양 대 혈액, 종양 대 신장 및 종양 대 간 비율을 나타냈다. 177Lu-PSMA-617에 대해 수득된 AUC의 높은 종양 대 백그라운드 값은 이 방사성 리간드의 빠른 혈액 및 신장 제거에 기인한다(표 6.2).
SPECT/CT 영상화 연구. SPECT/CT 스캔은 새로운 방사성 리간드 뿐만 아니라 177Lu-PSMA-617 주사 후 4시간, 24시간 및 72시간에 PC-3 PIP/flu 종양 보유 마우스로 수행되었다(도 24 및 25). PC-3 PIP 종양 이종 이식편에서 모든 알부민-결합 방사성 리간드의 축적은 24시간 p.i에서 유사하였다. 신장 흡수, 특히 177Lu-PSMA-ALB-02는 낮았다. 177Lu-PSMA-ALB-02로 얻은 시간 의존적 SPECT/CT 이미지는 시간이 지남에 따라 증가하는 종양 대 백그라운드 대비를 보여주었다. 177Lu-PSMA-617과 비교하여, 177Lu-PSMA-ALB-02의 종양 흡수는 전체 조사 기간 동안 유의하게 증가하였고 신장에서의 축적에도 동일하게 유지되었다(도 25). PSMA-음성 PC-3 flu 종양에서는 활성 축적이 검출되지 않았다.

Claims (42)

  1. 일반식 (1)(i) 또는 (1)(ii)에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체:
    Figure pct00100
    (1)(i)
    Figure pct00101
    (1)(ii)
    여기서
    Abm은 알부민 결합 독립체이며,
    Pbm은 PSMA 결합 독립체이며,
    D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
    X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
    R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 여기서 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
    Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
    R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
    R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 여기서 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
    상기 스페이서는 적어도 하나의 C-N 결합을 포함하며,
    상기 링커는 본 명세서에 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 및
    a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 서로 독립적으로 선택된 정수임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화합물은 일반식 (1a) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00102

    여기서
    D는 킬레이터이며, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
    X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
    R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 여기서 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
    Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
    R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
    R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 여기서 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
    상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며,
    상기 링커는 구조식 (6)인 것을 특징으로 하며:
    Figure pct00103
    (6)
    여기서
    X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
    Q는 치환된 또는 비치환된, 알킬, 알킬아릴 및 사이클로알킬, 바람직하게 치환된 또는 비치환된 C5-C14 아릴, C5-C14 알킬아릴 또는 C5-C14 사이클로알킬로부터 선택되며,
    W는 -(CH2)c-아릴 또는 -(CH2)c-헤테로아릴로부터 선택되며, 여기서 c는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 1로부터 선택된 정수이며, 및
    a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 서로 독립적으로 선택된 정수임.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화합물은 일반식 (11) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00104
    (11);
    여기서
    D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
    X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
    R1 및 R2는 H, F, Cl, Br, I, 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌, C2-C12 알케닐, C2-C12 알키닐, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CONR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH로부터 서로 독립적으로 선택되며, 또는 R1 및 R2는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C10 하이드로카빌기를 포함하는 환형 구조를 형성하기 위해 결합되며, 여기서 상기 하이드로카빌기는 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자에 의해 중단되며, 선택적으로 F, Cl, Br, I, OR6, OCOR6, COOR6, CHO, COR6, CH2OR6, NR6R7, CH2NR6R7, 및 SR7, =O, =S 및 =NH로부터 독립적으로 선택된 3개 이하의 그룹에 의해 치환되며,
    Y는 단일 결합 또는 선형, 분지된 또는 환형, 선택적으로 치환된 C1-C12 알킬로부터 선택되며, 선택적으로 2개 이하의 헤테로원자, OR6, OCOR6, CHO, COR6, CH2OR6 , NR6R7, COOR6, CH2NR6R7, SR6, =O, =S 또는 =NH에 의해 중단되며, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -NR6-, -NR6-CO-, -CO-NR6-, -NR6-COO-, -O-CO-NR6-, -NR6-CO-NR6--, -CH=CH- , -C≡C-, -O-CO-O-, SR6-, SO3R6-에 의해 독립적으로 치환될 수 있으며,
    R6 및 R7은 H 또는 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-12 하이드로카빌로부터 서로 독립적으로 선택되며,
    R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2, -C(O)-(C1-C10)알킬, -C(O)-O(C1-C10)알킬, -C(O)-NHR8, 또는 -C(O)-NR8R9로부터 서로 독립적으로 선택되며, 여기서 R8 및 R9는 H, 결합, (C1-C10)알킬렌, F, Cl, Br, I, C(O), C(S), -C(S)-NH-벤질-, -C(O)-NH-벤질, -C(O)-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH, -(CH2)p-(C1-C10)알킬렌, -(CH2)p-NH-C(O)-(CH2)q, -(CHrCH2)t-NH-C(O)-(CH2)p, -(CH2)p-CO-COH, -(CH2)p-CO-CO2H, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-COH]3, -C[(CH2)p-COH]3, -(CH2)p-C(O)NH-C[(CH2)q-CO2H]3, -C[(CH2)p-CO2H]3 또는 -(CH2)p-(C5-C14)헤테로아릴로부터 서로 독립적으로 선택되며,
    상기 스페이서는 하나 이상의 C-N 결합을 포함하며,
    상기 링커는 구조식(6)인 것을 특징으로 함:
    Figure pct00105
    (6)
    여기서
    X는 각각 독립적으로 O, N, S 또는 P로부터 선택되며,
    Q는 치환된 또는 비치환된, 알킬, 알킬아릴 및 사이클로알킬, 바람직하게 치환된 또는 비치환된 C5-C14 아릴, C5-C14 알킬아릴 또는 C5-C14 사이클로알킬로부터 선택되며,
    W는 -(CH2)c-아릴 또는 -(CH2)c-헤테로아릴로부터 선택되며, 여기서 c는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 1로부터 선택된 정수이며, 및
    a, b, p, q, r, t는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 서로 독립적으로 선택된 정수임.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 킬레이터 D는 DOTA, DOTA, HBED-CC, NOTA, NODAGA, DOTAGA, TRAP, NOPO, PCTA, DFO, DTPA 또는 이의 유도체, 가장 바람직하게 DOTA, NODAGA, DO3AP, DO3APPrA 또는 DO3APABn로부터 선택되는 화합물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 X는 O인 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, Y는 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C12 하이드로카빌, 더욱 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C10 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C6 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된, C1-C3 하이드로카빌인 화합물.
  7. 제6항에 있어서, Y는 선형 C1-C3 하이드로카빌인 화합물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R1 및 R2는 H 및 할로겐, 바람직하게 요오드 또는 브롬, 및 C1-6 알킬, 바람직하게 C1-3 알킬, 더욱 더 바람직하게 메틸로부터 서로 독립적으로 선택되는 화합물.
  9. 제8항에 있어서, 일반식 (1)에서
    Figure pct00106
    기(group)는 구조식 (2a), (2b) 또는 (2c) 중 임의의 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00107
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, R3, R4 및 R5는 -COH, -CO2H, -SO2H, -SO3H, -SO4H, -PO2H, -PO3H, -PO4H2로부터 서로 독립적으로 선택되는 화합물.
  11. 제10항에 있어서, 각각의 R3, R4 및 R5는 -CO2H로부터 선택되는 화합물.
  12. 제3항 내지 제11항에 있어서, 상기 화합물은 일반식 (11.1)-(11.3) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00108

    Figure pct00109

    Figure pct00110
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서는 선형 또는 분지된, 선택적으로 치환된 C1-C20 하이드로카빌, 더욱 바람직하게 C1-C12 하이드로카빌, 더욱 더 바람직하게 C2-C6 하이드로카빌, 더욱 더 C2-C4 하이드로카빌을 포함하며, 상기 하이드로카빌은 적어도 하나의 선택적으로 4개 이하의 헤테로원자, 바람직하게 N으로부터 선택된 것을 포함하는 화합물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 스페이서는 -[CHR10]u-NR11-를 포함하며, 여기서 R10 및 R11은 H 및 분지된, 비분지된 또는 환형 C1-C12 하이드로카빌로부터 각각 독립적으로 선택되며, u는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수인 화합물.
  15. 제3항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물은 하기 화학식 (12.1)-(12.4) 또는 (13.1)-(13.4) 중 어느 하나, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00111
    (12.1)
    Figure pct00112
    (12.2)
    Figure pct00113
    (12.3)
    Figure pct00114
    (12.4)
    Figure pct00115
    (13.1)
    Figure pct00116
    (13.2)
    Figure pct00117
    (13.3)
    Figure pct00118
    (13.4)
    여기서 D, 스페이서, 링커, X, R1-R5, a, b, m, n은 제3항에서 정의된 바와 같으며, d는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 선택된 정수이며, 바람직하게 여기서
    D는 킬레이터, 바람직하게 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), N,N''-비스[2-하이드록시-5-(카르복시에틸)-벤질]에틸렌디아민-N,N''-디아세트산(HBED-CC), 1,4,7-트리아자사이클로노난-1,4,7-트리아세트산(NOTA), 2-(4,7-비스(카르복시메틸)-1,4,7-트리아조난-1-일)펜탄디온산(NODAGA), 2-(4,7,10-트리스(카르복시메틸)-1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1-일)-펜탄디온산(DOTAGA), 1,4,7-트리아자사이클로노난 포스피닉산(TRAP), 1,4,7-트리아자사이도노난-1-[메틸(2-카르복시에틸)-포스피닉산]-4,7-비스[메틸(2-하이드록시메틸)포스피닉산](NOPO), 3,6,9,15-테트라아자바이사이클로[9,3,1]펜타데카-1(15),11,13-트리엔-3,6,9-트리아세트산(PCTA), N'-{5-[아세틸(하이드록시)아미노]펜틸}-N-[5-({4-[(5-아미노펜틸)(하이드록시)아미노]-4-옥소부타노일}아미노)펜틸]-N-하이드록시숙신아미드(DFO), 및 디에틸렌-에트리아민펜타아세트산(DTPA), 또는 이의 유도체로부터 선택되며,
    R1 및 R2는 바람직하게 H, 할로겐, 바람직하게 요오드 또는 브롬, 및 C1-6 알킬, 바람직하게 C1-3 알킬, 더욱 더 바람직하게 메틸로부터 서로 독립적으로 선택되며;
    상기 링커는 상기 정의된 일반식 (6)인 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게 상기 링커는 상기 정의된 일반식 (6a)인 것을 특징으로 하며,
    a, b, d, m, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10으로부터 각각 독립적으로 선택된 정수이며, 더욱 바람직하게 a 및 b는 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6으로부터 각각 독립적으로 선택된 정수이며; b, d 및 m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6로부터 각각 독립적으로 선택된 정수임.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, Q는 C5-C7 사이클로알킬로부터 선택된 화합물.
  17. 제16항에 있어서, Q는 사이클로헥실인 화합물.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, W는 -(CH2)c-나프틸, -(CH2)c-페닐, -(CH2)c-비페닐, -(CH2)c-인돌릴, -(CH2)c-벤조티아졸릴로부터 선택되며, 여기서 c는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수인 화합물.
  19. 제18항에 있어서, W는 -(CH2)-나프틸인 화합물.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링커는 구조식 (6a)인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00119
    (6a)
  21. 제20항에 있어서, 상기 화합물은 일반식 (1c) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00120
    (1c)
  22. 제21항에 있어서, 상기 화합물은 일반식 (7a) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00121
    (7a)
  23. 제22항에 있어서, 상기 화합물은 구조식 (7a)(i), (7a)(ii) 또는 (7a)(iii), 또는 (7a)(i), (7a)(ii) 또는 (7a)(iii)의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00122
    (7a)(i)
    Figure pct00123
    (7a)(ii)
    Figure pct00124
    (7a)(iii)
  24. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서는 적어도 하나의 아미노산 잔기를 포함하는 화합물.
  25. 제24항에 있어서, 상기 화합물은 일반식 (7b) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사선 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00125
    (7b)
    여기서
    A는 아미노산 잔기이며,
    V는 단일 결합, N, 또는 선택적으로 치환된 3개 이하의 헤테로원자를 포함하는 C1-C12 하이드로카빌로부터 선택되며, 여기서 상기 헤테로원자는 바람직하게 N으로부터 선택되며,
    n은 1, 2, 3, 4 또는 5로부터 선택된 정수임.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 아미노산 잔기(들)는 (D-/L-) 아스파르테이트, 글루타메이트 또는 리신으로부터 선택된 화합물.
  27. 제26항에 있어서, 상기 스페이서는 화학식 (3b) 또는 화학식 (3c)인 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure pct00126
    (3b)
    여기서 m은 1 또는 2로부터 선택된 정수이며, n은 1, 2, 3, 4 또는 5, 바람직하게 1, 2 또는 3으로부터 선택된 정수이며;
    Figure pct00127
    (3c)
    여기서 o는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10으로부터 선택된 정수임.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화합물은 구조식 (7b)(i), (7b)(ii) 또는 (7b)(iii), 또는 (7b)(i), (7b)(ii) 또는 (7b)(iii)의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체인 것을 특징으로 하는 화합물.
    Figure pct00128
    (7b)(i)
    Figure pct00129
    (7b)(ii)
    Figure pct00130
    (7b)(iii)
  29. 방사성 표지된 복합체의 제조를 위한 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 용도.
  30. 방사성 핵종 및 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 방사성 표지된 복합체.
  31. 제30항에 있어서, 상기 금속은 94Tc, 99mTc, 90In, 111In, 67Ga, 68Ga, 86Y, 90Y, 177Lu, 151Tb, 186Re, 188Re, 64Cu, 67Cu, 55Co, 57Co, 43Sc, 44Sc, 47Sc, 225Ac, 213Bi, 212Bi, 212Pb, 227Th, 153Sm, 166Ho, 152Gd, 153Gd, 157Gd, 또는 166Dy로 이루어진 군으로부터 선택된 방사성 표지된 복합체.
  32. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 또는 제29항 또는 제30항 중 어느 한 항에 따른 방사성 표지된 복합체, 및 약학적으로 허용 가능한 담체 및/또는 부형제를 포함하는 약학 조성물.
  33. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 에스터, 용매화물 또는 방사성 표지된 복합체, 제30항 또는 제31항 중 어느 한 항에 따른 방사성 표지된 복합체 또는 제32항에 따른 약학 조성물을 포함하는 키트.
  34. 의약품 및/또는 진단 용도를 위한, 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 제30항 또는 제31항 중 어느 한 항에 따른 방사성 표지된 복합체, 제32항에 따른 약학 조성물 또는 제33항에 따른 키트.
  35. 전립선-특이적 막 항원(PSMA)을 발현하는 세포 및/또는 조직의 존재 검출 방법에의 용도를 위한, 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 제30항 또는 제31항 중 어느 한 항에 따른 방사성 표지된 복합체, 제32항에 따른 약학 조성물 또는 제33항에 따른 키트.
  36. 전립선암, 췌장암, 신장암 또는 방광암의 진단, 치료 및/또는 예방 방법에의 용도를 위한, 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 제30항 또는 제31항 중 어느 한 항에 따른 방사성 표지된 복합체, 제32항에 따른 약학 조성물 또는 제33항에 따른 키트.
  37. 제34항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용도는
    (a) 상기 화합물, 방사성 표지된 복합체 또는 약학 조성물을 환자에 투여하는 단계, 및
    (b) 상기 환자로부터 방사선 사진을 얻는 단계를 포함하는
    화합물, 방사성 표지된 복합체, 약학 조성물 또는 키트.
  38. 전립선-특이적 막 항원(PSMA)을 발현하는 세포 및/또는 조직의 존재를 검출하는 인비트로(in vitro) 방법에 있어서,
    (a) 상기 PSMA-발현 세포 및/또는 조직을 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 따른 화합물, 방사성 표지된 복합체, 약학 조성물 또는 키트과 접촉시키는 단계;
    (b) 상기 세포 및/또는 조직의 검출을 위해 검출 수단, 선택적으로 방사선 사진을 적용하는 단계
    를 포함하는 방법.
  39. 제34항 내지 제36항 및 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 방사선 사진은 양전자 방출 단층 촬영(PET) 또는 단일 광자 방출 계산 단층 촬영(SPECT)을 포함하는, 제34항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 용도를 위한 화합물, 방사성 표지된 복합체, 약학 조성물, 또는 키트, 또는 제38항에 따른 방법.
  40. 제34항 내지 제36항, 제38항 및 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 세포 또는 조직은 (선택적으로 암성) 전립선 세포 또는 조직, (선택적으로 암성) 비장 세포 또는 조직, 또는 (선택적으로 암성) 신장 세포 또는 조직을 포함하는, 제34항 내지 제36항 또는 제39항에 따른 화합물, 방사성 표지된 복합체 또는 약학 조성물의 용도, 또는 제38항에 따른 방법.
  41. 제34항 내지 제36항, 제38항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, PSMA-발현 세포 또는 조직의 존재는 전립선 종양 (세포), 전이된 전립선 종양 (세포), 신장 종양 (세포), 췌장 종양 (세포), 신장 종양 (세포), 및 이의 조합들의 지시(indicative)인, 제34항 내지 제36항에 따른 화합물, 방사성 표지된 복합체 또는 약학 조성물의 용도, 또는 제38항 내지 제40항 중 어느 한 항에 따른 방법.
  42. 구조식 (14), (15) 또는 (16) 중 어느 하나에 따른 화합물:
    Figure pct00131
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