KR20200122294A - 중합체성 전구약물 및 이의 피하 및/또는 근육내 투여 - Google Patents

중합체성 전구약물 및 이의 피하 및/또는 근육내 투여 Download PDF

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니콜라 트사피스
줄리앙 니콜라
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유니베르시떼 파리-싸끌레
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Abstract

본 발명은 활성 분자의 신규 전구약물에 관한 것이다. 이들 전구약물은 구체적으로, 활성 분자의 피하 또는 근육내 투여를 가능하게 하며, 상기 활성 분자의 피하 또는 근육내 투여는 구체적으로 주사 부위에서의 독성때문에 문제가 되거나 불가능하다. 본 발명의 전구약물은 중합체 사슬, 바람직하게는 친수성 및/또는 감온성 중합체 사슬에 공유 연결된 활성 성분을 포함한다. 본 발명은 구체적으로, 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체로 적어도 부분적으로 형성된 중합체 사슬로서 상기 중합체는 근위부(proximal portion) 및 종결부(terminal portion)를 포함하는, 중합체 사슬; 중합체의 근위부에 공유 커플링된 제1 약제학적 활성 분자; 선택적으로, 중합체의 종결부에 공유 커플링된 제2 약제학적 활성 분자를 포함한다.

Description

중합체성 전구약물 및 이의 피하 및/또는 근육내 투여
본 발명은 활성 분자의 새로운 전구약물에 관한 것이다. 이들 전구약물은 구체적으로, 활성 분자의 피하 또는 근육내 투여를 가능하게 하며, 상기 활성 분자의 피하 또는 근육내 투여는 구체적으로 주사 부위에서의 독성때문에 문제가 되거나 불가능하다. 본 발명의 전구약물은 중합체 사슬, 바람직하게는 친수성 및/또는 감온성 중합체 사슬에 공유 연결된 활성 성분을 포함한다.
본 발명자들이 알기에, 피하(SC) 또는 근육내(IM) 주사용 제제의 개발 동안, 3 가지 주요 매개변수는 이들의 사용을 방지한다: 활성 성분 (AI)의 생체이용률, SC 또는 IM 제제에서 AI의 안정성, 및 투여 부위에서의 국소 반응.
· AI는 SC 경로에 의한 낮은 생체이용률을 가진다. 이들 AI의 물리-화학적 특성(logP, 용해도, 몰 질량 등)은 상기 AI가 SC 장벽을 가로지르지 못하게 하거나, 이들 AI는 생물학적 매질에서 안정하지 않고 순환에 도달하기 전에 분해되고, 이따금 이들 AI는 심지어 2 가지 단점을 조합한다;
· 이들 AI는 피하 조직에서 심각한 국소 독성, 예컨대 자극 또는 괴사(자극제/발포제(vesicant) 효과)를 유도한다. 이들 반응은 몇몇 공급원, 예컨대 용액의 오스몰농도(osmolarity), AI의 혈관수축제 효과, 조직에서 작용 또는 체류 기전을 가질 수 있다;
· SC 투여에 내재하는 낮은 주사 부피는 화학치료법의 현재 용량과 융화되지 않는다. 통상, 본 발명자들은 2 ml을 직접 주사에 의해, 그리고 상대적으로 더 많은 부피를 느린 주사(주입, "인슐린 펌프" 유형)에 의해 주사할 수 있다. 이들 부피는 AI의 흡수율에 따라 다를 것이다(5% 글루코스에 대해 1 l/24 h 이하). 따라서, 용액에서 AI를 농축시키는 것이 필요하다. 그러나, AI는 고농도에서 용액 내에서 더 이상 안정하지 않고, 따라서 결정화하거나 응집될 것이다.
그러나, 피하(SC) 경로는 정맥내(IV) 경로보다 더 매력적으로 남아 있는데, 왜냐하면 피하 경로가 사용에 더 용이하고 빠르기 때문이다. 가정에서 환자에 의한 자가-투여가 심지어 고려될 수 있다. 그러나, 종양학에서, 단지 9 가지의 9 항암 화학치료법(메토트렉세이트, 시타라빈, 아자시티딘, 클라드리빈, 블레오마이신, 보르테조밉, 오마세탁신, 리툭시맙, 트라스투주맙)만 SC 경로에 의해 이용 가능하다. 이들 중에서, 본 발명자들은 암 치료를 위해 가장 효과적이고 보편적으로 처방된 소수의 AI를 확인한다.
다양한 당업자(actor)는 상기 상술된 문제를 해결하려고 한다. 예를 들어, Otsuka(BMS와 협업)는 사이클로덱스트린을 기반으로 하는 기술을 개발하였다. 이들 환식 올리고당류는 소수성 내강(internal cavity) 및 친수성 외부 표면을 가진다. 따라서, 소수성 AI는 내강에 캡슐화되어, 이들의 겉보기 용해도(apparent solubility)의 증가를 유도할 것이다. 이러한 용해도 증가는 SC 생체이용률의 증가를 야기한다.
Adocia사는 물리-화학적 상호작용을 통해 인슐린과 같은 생물분자와 결합할 생물-샤페론 중합체를 개발하고 있다. 인슐린은 개별("단량체성") 형태에서 안정화될 것이고, 이의 전형적인 육량체 형태에서 인슐린보다 더 높은 SC 생체이용률(이의 몰 질량이 더 낮기 때문에 "단량체" 형태의 더 신속한 흡수)을 가질 것이다. 따라서, 본원에서 본 발명자들은 고농도에서 인슐린 단량체의 안정성에 역할을 한다.
Halozyme사는 히알루로니다제; SC 조직을 가역적으로 분해시킬 대부분의 히알루론산으로 이루어진 효소를 기반으로 하는 제제를 개발하고 있다. 따라서, 직접 주사 부피는 2 ml로부터 5 ml까지 증가될 수 있다.
이들 모든 제제가 Otsuka의 경우 생체이용률, Adocia의 경우 안정성, 또는 Halozyme의 경우 주사 부피에 역할을 함으로써 SC 투여에서 개선시키더라도, 이들 제제는 제한된 수의 분자(각각, 신경이완제, 단백질(인슐린) 및 모노클로날 항체)에만 적용 가능하다.
현재 SC 경로에 이용 가능한 기술의 한계는, 이들이 한번에 상기 언급된 매개변수(생체이용률 및 안정성, 주사 부피) 중 단지 하나에 작용하고, 이들 중 어느 것도 SC 독성을 감소시키게 하지 못한다는 사실과 연관된다.
따라서, AI의 생체이용률 및 AI의 안정성과 연관된 문제를 피하는 한편 AI의 피하 또는 근육내 투여를 가능하게 하고, 무엇보다도 주사 부위에서 환자에게 자극/괴사를 유발하지 않는 기술이 필요하다.
더욱이, 효과적인 치료 용량, 예를 들어 5 mg/ml, 특히 10 mg/ml을 달성하기 위한 고농도의 AI 투여는 일반적으로, 제제가 너무 점성으로 되고 SC 주사와 융화되지 않는 기술적 단점을 가진다.
발명의 목적
본 발명은 상기 언급된 기술적 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
특히, 본 발명은 특히 활성 성분의 생체이용률 및 안정성의 문제를 피하고 주사 부위에서 환자에게 자극 또는 심지어 괴사를 유발하지 않으면서, 하나 이상의 활성 성분, 예를 들어 항암 활성 성분의 피하(SC) 또는 근육내(IM) 경로에 의해 주사용 조성물을 제공하는 기술적 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 주사용 조성물을 특히 피하(SC) 또는 근육내(IM) 투여에 의해 고농도의 AI, 특히 5 mg/ml, 또는 심지어 10 mg/ml의 AI로 제공하는 기술적 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 소부피의 주사 용액, 예를 들어 1 내지 20 ml에서 치료적 유효량의 적어도 하나의 약제학적 활성 성분의 주사용 조성물을 특히 피하(SC) 또는 근육내(IM) 투여에 의해 제공하는 기술적 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 용이한 주사를 가능하게 하는 저점도 용액에서 제제화되는 적어도 하나의 약제학적 활성 성분의 주사용 조성물을 특히 피하(SC) 또는 근육내(IM) 투여에 의해 제공하는 기술적 문제를 해결하는 것을 목표로 한다.
발명의 설명
본 발명자들은 임의의 관찰된 피부/국소 독성 없이 SC 또는 IM 경로에 의해 활성 성분의 투여를 가능하게 하는 새로운 중합체성 전구약물 기술을 개발하였다. 놀랍게도, 전구약물 접근법은 SC 또는 IM 조직의 수준에서 관심 AI를 불활성화시키고 상기 AI를 일단 이것이 일반적 순환에 있거나 작용 부위에 있다면 AI/중합체 결합의 절단에 의해 방출시키는 것을 가능하게 하는 것이 발견되었다. AI와 고도의 수용성 중합체, 예컨대 폴리아크릴아미드 사이의 화학적 커플링 또한, 치료 분자의 물리-화학적 특성을 변형시킬 수 있다. 중합체의 물리-화학적 특성은 AI에 부여될 것이다. 전구약물을 형성하는 데 사용되는 다른 중합체(예컨대 폴리(에틸렌 글리콜) 및 이의 유도체)와는 달리, 폴리아크릴아미드는 이것이 낮은 몰 질량을 갖는 경우 AI의 용해도를 크게 증가시킬 수 있다. 이들 특징은 고농도에서 안정성을 유지시킬 수 있는 한편, SC 또는 IM 조직으로부터의 이의 흡수를 최대화하고 이 수준에서 이의 대사를 제한하여 증가된 생체이용률을 야기하기 위해 점도를 제한한다. 전구약물 접근법(여기서, AI는 이의 방출 시까지 불활성임)과 조합된 흡수의 속도 및 비율을 변형시킬 수 있다는 사실은 괴사성/자극성 AI의 바람직하지 못한 국소 효과를 억제시킬 수 있다. 일단 일반적 순환 또는 작용 부위에서, 활성 성분은 결합의 절단에 의해 전구약물로부터 방출된 다음 활성 성분은 이의 활성을 다시 얻는다.
본 발명자들에 의해 개발된 기술은 활성 성분의 물리-화학적 특성의 변형을 야기한다. 이는 자극 및 괴사의 문제를 제한하면서 고농도에서 이들의 SC 또는 IM 투여를 가능하게 한다. 유리하게는, 본 발명의 중합체성 전구약물은 AI의 생체이용률 및 안정성을 증가시킨다.
유리하게는, 본 발명의 중합체성 전구약물은 고농도의 AI, 특히 적어도 1 mg/ml의 농도, 예를 들어 적어도 2 mg/ml, 바람직하게는 적어도 5 mg/ml 등가의 AI 농도에서 안정성을 유지시킨다. 변형에 따르면, 중합체성 전구약물은 적어도 10 mg/ml, 바람직하게는 적어도 20 mg/ml의 등가 농도의 AI에서 주사 가능하다.
유리하게는, 본 발명의 중합체성 전구약물은 SC 또는 IM 조직으로부터 AI의 흡수를 최대화한다.
유리하게는, 본 발명의 중합체성 전구약물은 AI의 대사를 제한하여, 증가된 생체이용률을 야기한다.
유리하게는, 본 발명의 중합체성 전구약물은 SC 또는 IM 자극 및/또는 괴사의 현상을 피하면서도 많은 용량의 AI의 SC 주사를 가능하게 한다.
유리하게는, 본 발명의 중합체성 전구약물은 다수의 활성 성분에 적응되게 하고, 이는 중합체성 전구약물, 이의 제조, 및 이의 용도를 특히 관심있게 만든다.
놀랍게도, 본 발명자들은 중합체성 전구약물을 식별하였으며, 이의 특성은 자극 또는 괴사 반응 없이 SC 또는 IM 경로에 의해 투여될 수 있게 한다.
본 발명자들은, 중합체의 물리화학적 특성, 특히 SC 또는 IM 경로에 의한 주사용 용액에서의 용해도 특성이 전구약물에게 부여된다.
사실상, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물의 용도는 약 1 μg/ml의 소정의 활성 성분의 낮은 용해도와 비교하여 등가 농도의 활성 성분, 예를 들어 1 내지 20 mg/ml 초과의 용액의 수득을 야기한다. 본 발명의 중합체성 전구약물은 시험되는 다수의 중합체와 비교하여 이들의 높은 수용성으로 선택되었다. 이들의 매우 친수성인 성질로 인해, 이들 전구약물은 낮은 몰 질량을 갖는 한편 소수성 AI를 용해시킬 수 있을 것이다. 이러한 낮은 몰 질량으로 인해, 충전율(charge rate)은 높을 것이고, 점도는 낮을 것이며, 한편 흡수는 SC 조직 수준에서 신속할 것이다(흡수 속도는 몰 질량에 반비례함). 또한, 중합체와 AI 사이의 결합의 선택은 SC 또는 IM 조직에 의한 흡수 후에만 분자를 방출시킬 수 있게 한다(조직에서 조기 방출이 없음). 이들 3 가지 특징은 독성 없이 다량의 AI를 주사할 수 있게 한다. 또한, 생체내 시험은 본 발명자들의 제제 없이 주사되는 경우 자극 또는 괴사 유형의 반응을 통상적으로 야기하는 전구약물 형태에서 세포독성제의 SC 투여 후 독성, 자극 또는 괴사의 징후의 부재를 보여준다. 따라서, 본 발명에 사용되는 전구약물은 SC 또는 IM 경로에 의해 투여되기에 적합한 특성을 나타낸다.
발명의 내용
본 발명은 하기를 포함하는 중합체성 전구약물에 관한 것이다:
- 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나, 예컨대 예를 들어 N-하이드록시아크릴아미드, N-(4-하이드록시부틸) 메타크릴아미드, N-(폴리(에틸렌 글리콜))-아크릴알라미드, N-(3-메톡시프로필)메타크릴아미드, N-(2-(디메틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드, N-(2-(디에틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드에 의해 적어도 부분적으로 형성된 중합체 사슬로서, 상기 중합체는 근위부(근위부 part) 및 종결부(terminal part)를 포함하는, 중합체 사슬;
- 중합체의 근위부에 공유 커플링된 제1 약제학적 활성 분자;
- 가능하게는, 중합체의 종결부에 공유 커플링된 제2 약제학적 활성 분자.
근위부 및 종결부는 본질적으로 선형 중합체 사슬, 즉, 펜던트 사슬의 말단부로서 임의로 정의되고, 존재한다면 주(main) 사슬보다 길이가 더 짧다. 일반적으로, 주 사슬은 중합을 위해 반응성 기를 포함하는 사슬이고, 중합 동안 전파된다. 근위부 및 종결부는 중합체의 말단부를 지정한다. 바람직하게는, 중합이 양방향인 경우, 근위부는 길어지지 않는 말단부를 지정하는 한편, 종결부는 길어지는 말단부를 지정한다. 용어 근위 및 종결 "부(part)"는 일반적으로 그리고 각각 근위 및 종결 말단부(end)를 지정하여, 근위부는 제1 AI 및 제1 단량체를 포함할 수 있는 한편, 종결부는 마지막 단량체 및 존재한다면 제2 AI를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한, 라디칼 중합 조절제에 대한 근위부 및 종결부를 언급한다.
특히, 본 발명은 근위부 및 종결부를 포함하고 하기를 포함하는 중합체성 전구약물에 관한 것이며:
- 적어도 제1 약제학적 활성 분자,
- 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 적어도 하나의 중합체 사슬,
- 근위부 및 종결부를 포함하는 적어도 하나의 라디칼 중합 조절제;
상기 제1 약제학적 활성 분자는 전구약물 중합체의 근위부에 위치하고 라디칼 중합 조절제의 근위부에 공유 연결되는 한편, 상기 라디칼 중합 조절제의 종결부는 전구약물 중합체의 종결부에 위치하고 중합체 사슬에 공유 연결된다.
본 발명은 또한, 근위부 및 종결부를 포함하고 하기를 포함하는 수용성 중합체성 전구약물에 관한 것이며:
- 적어도 하나의 제1 약제학적 활성 분자
- 적어도 하나의 중합체 사슬
- 근위부 및 종결부를 포함하는 적어도 하나의 라디칼 중합 조절제;
상기 제1 약제학적 활성 분자는 전구약물 중합체의 근위부에 위치하고 라디칼 중합 조절제의 근위부에 공유 연결되며,
상기 라디칼 중합 조절제의 종결부는 전구약물 중합체의 종결부에 위치하고 중합체 사슬에 공유 연결되며, 상기 용해도는 제1 약제학적 활성 분자로서 파클리탁셀과 함께 증류수에서 200 mg/ml의 농도로 인식된다.
변형에 따르면, 중합체는 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나에 의해 그리고 공단량체에 의해 적어도 부분적으로 형성되어, 랜덤 또는 블록 중합체, 예를 들어, 폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴)을 형성한다.
특정 변형에 따르면, 중합체는 폴리(아크릴아미드)이다.
본 발명은 하기를 포함하는 중합체성 전구약물에 관한 것이며:
- 수용성 중합체 사슬로서, 상기 중합체는 근위부 및 종결부를 포함하는 수용성 중합체 사슬,
- 중합체의 근위부에 공유 커플링된 제1 약제학적 활성 분자;
- 가능하게는, 중합체의 종결부에 공유 커플링된 제2 약제학적 활성 분자;
상기 용해도는 제1 약제학적 활성 분자로서 파클리탁셀과 함께 증류수에서 200 mg/ml의 농도로 인식된다.
변형에 따르면, 중합체 사슬은 1.5 미만의 다분산도 지수를 가지며, 상기 다분산도 지수는 입체 배제 크로마토그래피에 의해 결정된다.
변형에 따르면, 중합체 사슬은 1000 내지 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 100,000 g/mol 미만, 더 바람직하게는 50,000 g/mol 미만의 몰 질량을 가진다.
유리하게는, 중합체는 하기 라디칼 중합 조절제 중에서: 가역적 첨가-단편화 사슬 전달(RAFT; Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer), 원자 전달 라디칼 중합(ATRP; Atom Transfer Radical Polymerization) 및 이의 유도체(구리 (I) 매개 라디칼 중합), 니트록사이드-매개 중합(NMP), 코발트 매개 라디칼 중합(CoMRP), 오르가노텔루륨 매개 리빙 라디칼 중합(TERP; Organotellurium Mediated Living Radical Polymerization) 및 오르가노스티빈 매개 라디칼 중합(SBRP), 및 예를 들어, 티오카르보닐티오 전달제, 예컨대 디티오카르보네이트, 크산테이트, 디티오카르바메이트 및 트리티오카르보네이트 중에서, 전이 금속(Cu, Fe, Ru 등)을 기반으로 하는 착화합물 중에서, 알콕시아민 중에서, 코발트계 및 오르가노텔루륨계 착화합물 중에서, 그리고 오르가노안티모인 중에서 선택되는 라디칼 중합 조절제를 포함한다
변형에 따르면, 중합체는 종결부에, 종결 알킬 사슬, 예를 들어 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 종결 알킬 사슬, 카르복실산 작용기, 알코올 작용기, 아민 작용기, 아미드 작용기, 티올 작용기를 포함하는 라디칼 중합 조절제를 포함할 수 있고, 상기 작용기는 가능하게는 종결 알킬 사슬에 의해 지지되고, 상기 작용기는 가능하게는 제2 약제학적 활성 분자에 연결된다.
변형에 따르면, 중합체는 근위부에 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 카르바메이트, 숙시네이트, 디설파이드, 아세탈, 티오에테르, 트리아졸 작용기; 및/또는 디글리콜레이트, 숙시네이트, 숙신이미딜 4-(N-말레이미도메틸)사이클로헥산-1-카르복실레이트(SMCC), 글리시네이트, 글루쿠로네이트, 발린-시트룰린, 말레이미드 링커로부터 선택되는 근위부 작용기를 포함하는 라디칼 중합 조절제를 포함할 수 있으며, 상기 작용기 및/또는 근위부 링커는 제1 약제학적 활성 성분과 함께 공유 결합을 형성한다.
변형에 따르면, 활성 분자는 항암 분자, 항생제 분자(박테리아/진균류 정지, 박테리아/진균류-독성 또는 항바이러스 작용제), 항당뇨병 분자, 혈관 또는 심혈관 병태를 치료하는 분자, 중추신경계의 병태를 치료하는 분자, 항염증 분자, 생리학적 수용체의 효능제 분자, 생리학적 수용체의 길항제 또는 부분적 길항제 분자, 염증조정 분자이다.
변형에 따르면, 활성 분자는 파클리탁셀, 도세탁셀, 겜시타빈, 클라드리빈, 카페시타빈, 다우노루비신, 독소루비신, 에피루비신, 이다루비신, 액티노마이신, 암사크린, 다카르바진, 닥티노마이신, 빈크리스틴, 빔블라스틴, 빈데신, 메토트렉세이트, 콜히친, 사이클로포스파미드, 6-머캅토퓨린, 아자티오프린, 로무스틴, 카르무스틴, 다카르바진, 시소로아틴, 테노포사이드 또는 에토포사이드, 포테무스틴, 미토마이신 C, 미톡산트론, 스트렙토조신, 트라벡테딘, 빈플루닌, 비노렐빈, 아르센 트리옥사이드, 벤다무스틴, 부술판, 카바지탁셀, 카르보플라틴, 에리불린, 이리노테칸, 토포테칸, 익사베필론, 넬라라빈, 옥살리플라틴, 프랄라트렉세이트, 테모졸로마이드, 페메트렉세드, 이마티닙, 수니티닙 및 소라페닙으로부터 선택되는 항암 분자일 수 있다.
유리하게는, 중합체성 전구약물은 시간이 경과함에 따라 혈액 순환 내로 또는 작용 부위에, 예를 들어 종양 수준에 또는 세포내 수준에 확산되는 약제학적 활성 분자의 방출을 유도한다.
본 발명은 본 발명에 따른 중합체성 전구약물 및 인간 또는 동물에서 피하 또는 근육내 투여에 의한 치료적 치료 방법, 진단 방법 또는 의학적 이미지화 방법에서 상기 중합체성 전구약물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 본 발명에 따른 중합체성 전구약물 및 인간 또는 동물에서 피하 또는 근육내 투여에 의한 치료적 치료 방법에서 상기 중합체성 전구약물의 용도에 관한 것이며, 상기 중합체성 전구약물은 약제학적 활성 분자와 중합체 사이에서 공유 결합을 포함하고, 상기 약제학적 활성 분자는 이것이 상기 중합체에 공유 결합에 의해 연결되지 않는 경우 주사 부위(조직의 자극/괴사)에서 이의 독성으로 인해 피하 또는 근육내 경로에 의해 투여되지 않고, 바람직하게는 분자의 생체이용률을 갖는 상기 중합체성 전구약물은 국소 독성(주사 부위에서)을 방지하고, 약제학적 활성 분자를 혈액 순환 내로 방출시킨다.
변형에 따르면, 본 발명에 따른 치료 방법은 암 치료 방법일 수 있다.
본 발명은 조절된 라디칼 중합 방법, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물의 개시제 활성 성분으로서 알려진 방법에 의한 조절된 라디칼 중합 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
- 적어도 하나의 제1 약제학적 활성 분자를 근위부 및 종결부를 포함하는 라디칼 중합 조절제와 공유 커플링하여, 제1 커플링된 분자를 형성하는 단계;
- 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나의 존재 하에 제1 커플링된 분자의 조절된 라디칼 중합에 의해, 중합체성 전구약물을 형성하는 단계;
- 가능하게는, 중합체의 조절된 라디칼 중합 후, 조절제의 종결부에서 제2 약제학적 활성 분자를 공유 커플링하는 단계.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물의 조절된 라디칼 중합 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
- 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나의 존재 하에 중합체의 조절된 라디칼 중합에 의해, 근위부 및 종결부를 포함하는 중합체를 형성하는 단계;
- 적어도 하나의 제1 약제학적 활성 분자를 중합체의 근위부와 공유 커플링하여, 중합체성 전구약물을 형성하는 단계;
- 가능하게는, 중합체성 전구약물의 종결부에서 제2 약제학적 활성 분자를 공유 커플링하는 단계.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 포함하는 약제에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 포유류, 바람직하게는 인간의 조직 내로 주사 가능하고 특히 피하 또는 근육내 경로에 의한 주사용으로 제제화된 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은 본 발명에 따라 정의된 바와 같은 중합체성 전구약물을 포함한다.
본 발명은 치료 방법에 사용하기 위한 중합체성 전구약물에 관한 것이다. 본 발명은 약제학적 유효량의 상기 중합체성 전구약물을 환자에게 피하 또는 근육내 투여하는 단계를 포함한다.
정의
본 발명에서, 하기 용어는 하기와 같이 정의된다:
- "중합체"은 중합체 또는 공중합체를 지칭한다.
- 용어 "라디칼 중합 개시제"는 라디칼을 생성하고 라디칼 중합을 개시하는 데 사용되는 모든 화합물을 지칭한다. 이들 화합물은 열의 작용, 광의 조사, 산하-환원 반응, 이온화 방사선, 전기화학 반응 및 초음파처리에 의해 라디칼을 방출시킬 수 있는 화학적 작용기를 가진다. 개시제의 비제한적인 예는 아조 유형의 화합물, 예컨대 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 1,1'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴); 무기 퍼옥사이드 유형의 화합물; 또는 유기 퍼옥사이드 유형의 화합물, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드 및 tert-부틸 퍼옥시벤조에이트를 포함한다.
- 용어 "조절제"는 1.5 미만의, 중량 평균 몰 질량에 대한 수 평균 몰 질량의 비, 또는 분산도를 갖는 중합체를 수득하기 위해 중합 반응 동안 사용되는 모든 화합물을 지칭한다. 이들 화합물의 성질은 조절된 라디칼 중합 기법의 실시에 따라 다르다. 가역적 첨가-단편화 사슬 전달 (RAFT)에 의한 조절된 중합을 위해, 이들은 디티오카르보네이트 (크산테이트), 트리티오카르보네이트, 디티오에스테르 또는 디티오카르바메이트 화합물이다. 니트록사이드-매개 중합 (NMP)을 위해, 라디칼 중합 개시제 및 조절제는 알콕시아민 유형의 단일 분자에서 조합된다. 원자 전달 라디칼 중합 (ATRP)을 위해, 라디칼 중합 개시제는 알킬 할라이드인 한편, 조절제는 전이 금속을 기반으로 하는 착화합물 유형 촉매에 의해 조화되는 산화-환원 반응에 수반되는 할로겐 원자이다.
- "개시제 활성 성분"의 방법은 활성 성분과 화학적 커플링에 의해 변형되는 조절제를 사용하는 조절된 라디칼 중합 기법을 의미한다. 따라서, 변형된 조절제는 활성 성분 분자를 운반하는 한편, 이렇게 해서 수득된 중합체는 각각의 중합체 사슬의 근위부에 활성 성분을 운반한다.
- "알킬"은 1 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 임의의 선형 또는 분지형 포화된 탄화수소 사슬, 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸 및 이의 이성질체(예를 들어 n-펜틸, 이소-펜틸), 헥실 및 이의 이성질체(예를 들어 n-헥실, 이소-헥실)를 의미한다.
- 용어 "아릴알킬"은 아릴기에 의해 치환된 알킬기를 지칭하고 아릴-알킬-로 기재될 수 있다.
- 용어 "아릴"은 단일 고리(예를 들어, 페닐) 또는 몇몇 융합된 방향족 고리(예를 들어, 나프틸)를 갖거나 공유 연결되며, 전형적으로 5 내지 12개; 바람직하게는 6 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 폴리불포화된 방향족 하이드로카르빌기를 지칭하며, 여기서 적어도 하나의 고리는 방향족이다. 방향족 고리는 가능하게는, 이와 융합된 1 내지 2개의 추가 고리(사이클로알킬, 헤테로사이클릴 또는 헤테로아릴)를 포함할 수 있다. 아릴기의 비제한적인 예는 페닐, 비페닐릴, 비페닐레닐, 5 또는 6 테트랄리닐, 나프탈렌-1- 또는 -2-일, 4, 5, 6 또는 7-인데닐, 1-, 2-, 3-, 4- 또는 5-아세나프틸레닐, 3-, 4- 또는 5-아세나프테닐, 1- 또는 2-펜탈레닐, 4- 또는 5-인다닐, 5-, 6-, 7- 또는 8-테트라하이드로나프틸, 1,2,3,4-테트라하이드로나프틸, 1,4-디하이드로나프틸, 1-, 2-, 3-, 4- 또는 5-피레닐을 포함한다.
- 숫자 앞에 놓인 용어 "대략"은 이 수의 공칭값의 ± 10%를 의미한다.
- "약제학적으로 허용 가능한 부형제"는, 약제학적 활성제가 제제화 및/또는 투여되고 동물, 바람직하게는 인간에게 투여 시 바람직하지 않은, 알레르기성 또는 다른 반응을 생성하지 않는 용매 또는 희석제로 사용되는 불활성 비히클 또는 지지체를 지칭한다. 이는 모든 용매, 분산 매질, 코팅제, 항균 및 항진균 작용제, 등장성제, 흡수 지연제, 계면활성제, 예를 들어 계면활성제 중합체, 지질 등을 포함한다. 약제학적으로 허용 가능한 부형제의 선택은 성질의 특성 및 약제학적 활성제의 특성, 치료받는 대상체 및 투여 경로에 따라 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 인간 투여의 경우, 조제물은 규제 당국, 예를 들어 FDA 또는 EMA에 의해 요구되는 멸균성, 일반적인 안전성 및 순도의 표준을 충족시켜야 한다.
- "약제학적 또는 치료적 유효량"은 병의 증상 중 적어도 하나의 진행, 악화 또는 저하의 서행 또는 중단을 가능하게 하는 대상체에게 투여되어야 하는 약제학적 또는 치료적 작용제의 필요하고 충분한 양에 관한 것이다. 이 양은 질병의 증상을 완화하거나 질병을 치유하는 것을 도울 수 있다.
- "약제학적"은 예를 들어, 질병의 치료적 진단, 특히 치료(치유적 및/또는 증상적 및/또는 예방적)의 목적, 또는 치료적 연구에 치료적이며 및/또는 유용한 특성을 갖는 건강 분야에서의 화합물 또는 활성 성분을 지칭한다. 따라서, 약제학적 용어는 치료적 분자 또는 활성 성분, 뿐만 아니라 진단적 분자 또는 활성 성분을 함께 아우른다.
- "수성 매질"은 물 분자(H2O)를 기반으로 하는 매질, 특히 수용액을 지칭한다. 바람직하게는, 수성 매질은 상기 매질의 총 질량에 비해 50 질량% 내지 100 질량%의 물을 포함한다. 수성 매질은 특히, 생물학적 유체, 예컨대 혈액, 림프, 침 또는 소변일 수 있다.
- "활성 분자" 및 "활성 성분"은 동의어이고, 건강에 관한 치료 용도를 위한 화합물을 지칭한다. 특히, 활성 분자는 바람직하게는 대상체에서 질병을 치료하거나 예방하도록 지시될 수 있다. 이는 약제학적 활성 분자라고 한다. 본 발명의 의미 내에서, 용어 "질병의 치료"는 기관, 조직 또는 세포의 작용의 손상과 연관된 질병, 장애 또는 질환의 적어도 하나의 바람직하지 못한 효과 또는 증상의 감소 또는 약화를 의미한다. 본 발명의 목적을 위해, 표현 "질병을 예방하는" 또는 "질병의 발달을 저해하는"은 증상의 출현을 예방하거나 피하는 사실ㄹ을 지칭한다. 활성 성분이란, 특히 치료적 진단, 특히 질병의 치료(치유적 및/또는 증상적 및/또는 예방적)의 목적을 위한, 또는 치료적 연구를 위한 치료적 및/또는 유용한 특성을 갖는 화합물을 의미한다.
- "전구약물": 용어 "전구약물"은 활성 분자 화합물, 예를 들어, 아미드 또는 에스테르의 약물학적으로 허용 가능한 유도체를 지칭하며, 이의 생물변환 생성물이 생체내에서 생물학적 활성 분자를 발생시킨다. 전구약물은 일반적으로, 생체이용률의 증가를 특징으로 하고 생체내에서 생물학적 활성 화합물로 쉽게 대사된다. 바람직하게는, 전구약물은 활성 분자와 공유 연결된 수용성 중합체이다.
- "중합체성 전구약물": 이 용어는 적어도 하나의 활성 성분에 공액된 중합체를 지칭한다.
- "대상체"는 인간을 비롯한 동물을 지칭한다. 본 발명의 의미 내에서, 대상체는 환자, 즉, 의학적 관리를 받거나, 의학적 치료를 겪거나 겪었거나, 질병의 발달의 맥락에서 모니터링되고 있는 사람일 수 있다. 일 구현예에서, 대상체는 처음 치료받는다. 다른 구현예에서, 대상체는 또 다른 유형의 치료에 내성이고, 제2, 제3 또는 제4 의도(intention)의 일부로서 본 발명의 전구약물로 치료된다.
- "고임계 용해 온도(UCST; Upper Critical Solution Temperature)"는 감온성(thermosensitive) 중합체가 완전히 가용성인 온도보다 높은 임계 온도를 지칭한다.
- "감온성"은 중합체의 물리적 특성이 돌연 온도의 함수로서 변하는 상기 중합체의 특성을 지칭한다. 본 발명에서, 관련된 특성은 수성 매질에서 중합체의 용해도이다. 바람직하게는, 감온성 중합체는 고임계 용해 온도(UCST)를 가진다.
발명의 상세한 설명
중합체
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 단량체 또는 공단량체의 중합체 의해 수득된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 조절된 라디칼 중합에 의해 수득된다.
따라서, 이렇게 해서 형성된 전구약물-중합체의 분산도는 매우 낮다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 개시제 활성 성분 방법에 의해 친수성 중합체 사슬과 공유 연결된 활성 분자를 포함한다. 유리하게는, AI는 개시제 활성 성분 방법으로서 알려진 방법에 따라 중합 전에 중합 조절제에 커플링된다. 이 방법에서, AI는 중합 조절제에 공유 커플링된다. 일단 이러한 커플링이 수행되면, 이러한 부가물 조절제/AI로부터 조절된 방식으로 비닐 중합체를 성장시킬 수 있다. AI는 결국 중합체의 근위부 말단부에 공유 커플링되어 종료된다. 중합체성 전구약물(특히 포스트-작용화로 지칭되는 AI와 사전형성된 중합체 사이의 커플링, 또는 중합 전에 AI와 단량체의 커플링으로 구성됨)의 다른 합성 방법과는 달리, 이러한 기법은 AI를 각각의 중합체 사슬의 한쪽 말단부에 위치시킬 수 있다. 생성된 중합체성 전구약물은 잘-한정된(defined) 구조, 높은 충전율 및 단순한 정제를 가진다. 이는 다수의 AI 및 중합체로 수송 가능하다.
일 양태에 따르면, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 개시제 활성 성분 방법에 의해 수용성 중합체의 사슬과 공유 연결된 활성 분자를 포함한다.
따라서, 유리하게는, 아크릴아미드 단량체의 조절된 라디칼은 사슬 전달제에 커플링된 제1 분자의 존재 하에 수행되어, 중합체성 전구약물을 형성한다. 일 구현예에 따르면, 아크릴아미드 단량체 및 공단량체의 존재 하에 중합하는 것이 가능하다.
대안적으로, 중합체성 전구약물은 폴리아크릴아미드, 친수성 폴리아크릴아미드 유도체, 또는 폴리아크릴아미드 공중합체, 예컨대 폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴)로 이루어질 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체는 폴리아크릴아미드 구조를 포함하고, 이의 반복 단위는 화학식 [-CH2-CH(CONH2)-] n 을 가지고, 상기 화학식에서, n은 중합체(또는 공중합체) 내 반복 단위의 수를 나타낸다.
일 구현예에 따르면, 아크릴아미드 단량체의 유도체, 예를 들어, 아크릴아미드 유도체, 예컨대 N-하이드록시아크릴아미드, N-(4-하이드록시부틸)메타크릴아미드, N-(폴리(에틸렌 글리콜))-아크릴아미드, N-(3-메톡시프로필)메타크릴아미드, N-(2-(디메틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드, N-(2-(디에틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드의 존재 하에 중합하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 절차 또는 방법은 유리하게는, 전구약물-중합체 분자의 하나의 말단부에 약제학적 활성 분자(또는 AI)를 갖는 중합체성 전구약물을 제공하는 것을 가능하게 하고, 따라서 유리하게는 AI 충전율을 조절하는 것을 가능하게 한다. 일반적으로, 이러한 조절은 AI가 중합 후에 커플링되거나 중합 전에 단량체와 커플링되는 선행 기술 기법에 존재하지 않는다. 이들 기법은 1개 중합체 사슬 당 가변적인 수의 AI 및 비커플링된 AI의 복잡한 정제를 초래한다.
일 구현예에 따르면, 제2 약제학적 활성 분자는 조절제의 종결부에 공유 커플링됨으로써 커플링된다. 이러한 커플링은 라디칼 중합의 말단부 뒤에 일어난다.
중합체 사슬
유리하게는, 중합체의 선택 및 이의 크기는 SC 또는 IM 경로에 의해 투여될 수 있는 중합체성 전구약물을 수득할 수 있게 한다.
유리하게는, 중합체성 전구약물의 크기는 라디칼 중합 조건에 의해 조절된다.
일 구현예에서, 중합체성 전구약물은 개시제 활성 성분 방법에 의해 폴리아크릴아미드 사슬와 공유 연결된 활성 분자를 포함한다.
일 구현예에서, 중합체성 전구약물은 공중합체와 공유 연결되고 아크릴아미드 단량체 및 하나 이상의 다른 공단량체로부터 수득된 활성 분자를 포함한다.
일 구현예에서, 중합체성 전구약물은 공중합체와 공유 연결되고 개시제 활성 성분 방법에 의해 아크릴아미드 및 아크릴로니트릴 단량체로부터 수득되는 활성 분자를 포함하여, UCST에서 감온성인 폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴) 중합체성 전구약물을 수득한다.
일 구현예에서, 중합체성 전구약물은 아크릴아미드, 예컨대 N-하이드록시아크릴아미드, N-(4-하이드록시부틸)메타크릴아미드, N-(폴리(에틸렌 글리콜))-아크릴알라미드, N-(3-메톡시프로필)메타크릴아미드, N-(2-(디메틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드, N-(2-(디에틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드로부터 유래된 친수성 단량체로부터 수득되는 개시제 활성 성분 또는 공중합체의 방법에 의해 중합체와 공유 연결된 활성 분자를 포함한다.
일 구현예에 따르면, 다른 친수성 단량체의 존재 하에 중합이 가능하다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 공중합체는 랜덤 공중합체이다.
다른 구현예에서, 본 발명에 따른 공중합체는 통계학적 공중합체이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물의 중합체는 가교되지 않는다.
전형적으로, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 가교된 하이드로겔을 형성하지 않는다.
유리하게는, 활성 분자의 몰 질량보다 유의하게 더 큰 몰 질량은 중합체와 용매 사이의 상호작용과 연관된 특성의 유지를 개선하고, 특히 활성 분자의 수성상에서 용해도를 개선한다.
그 결과, 일 구현예에서, 본 발명의 중합체는 1,000 내지 100,000 g/mol의 분자량을 가진다. 특정 구현예에서, 본 발명의 중합체는 2,000 내지 70,000 g/mol, 5,000 내지 70,000 g/mol, 5,000 내지 60,000 g/mol, 5,000 내지 50,000 g/mol, 5,000 내지 40,000 g/mol, 5,000 내지 30,000 g/mol, 5,000 내지 40,000 g/mol, 10,000 내지 40,000 g/mol, 15,000 내지 40,000 g/mol, 15,000 내지 30,000 g/mol, 또는 20,000 내지 30,000 g/mol의 분자량을 가진다.
변형에 따르면, 중합체(단지 중합체 부분)의 몰 질량은 1,000 내지 80,000 g/mol이다.
유리하게는, 중합체성 전구약물의 종결부는 중합체성 전구약물의 용해도 및/또는 점도를 다양하게 한다.
일 구현예에 따르면, 예를 들어 폴리아크릴아미드의 중합체 사슬은 알킬 종결 사슬, 예를 들어 2 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 종결 사슬, 또는 할로겐 -SH, -COOH, -NH2 작용기를 포함한다. 유리하게는, 알킬 사슬의 길이 또는 이의 성질은 중합체성 전구약물의 점도를 다양하게 하는 것을 가능하게 한다.
변형에 따르면, 중합체성 전구약물은 수성 매질에서 0℃ 내지 60℃의 고임계 용해 온도(UCST; Higher Critical Solution Temperature)를 갖는 감온성이다. 중합체성 전구약물은 폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴)의 감온성 중합체 사슬과 공유 연결된 활성 분자를 포함한다.
현재까지, 본 발명자들이 알기에, 누구도 개시제 활성 성분 방법에 의해 활성 분자 상으로 그래프팅된, UCST를 갖는 중합체를 기재하지 않았다. 당업자는 활성 분자의 중합체의 화학적 변형으로 인해 감온성 특징의 변경을 예상할 것이다.
본 발명자들은, UCST를 제시하는 중합체 사슬과 활성 분자의 공유 연결이 상기 중합체의 감온성에 거의 효과를 갖지 않음을 실증하였다. 놀랍게도, 일단 활성 분자가 공액되면, 감온성 특성을 갖는 중합체를 찾기 위해 몰 질량 및 단량체 조성물을 변형시키는 것이 가능하다. 결과적으로, 최적화된 중합체와 활성 분자의 커플링은 항상 UCST를 제시하는 중합체의 감온성 특징의 보존을 가능하게 한다.
일 구현예에 따르면, 이들 중합체성 전구약물의 폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴) 사슬은 1,000 내지 100,000 g/mol의 몰 질량을 가진다.
일 구현예에 따르면, 아크릴로니트릴의 몰 백분율은 중합체의 총 몰수에 비해 0 내지 100%, 바람직하게는 1 내지 50%, 더 바람직하게는 5 내지 35%이다.
활성 분자
전형적으로, 본 발명의 중합체성 전구약물의 제조에 사용되는 약제학적 활성 분자는 유리(free) 분자이거나 다른 분자에 연결된 분자이다. 일 구현예에 따르면, 본 발명의 중합체성 전구약물의 제조를 위한 활성 분자는 유리 상태이다.
일반적으로, 본 발명의 중합체성 전구약물의 제조에 사용되는 약제학적 활성 분자는 본 발명에 따른 조절된 라디칼 중합제와 반응할 수 있는 작용기를 갖고 있어서, 공유 결합에 의해 활성 분자(또는 AI) 및 중합제와 커플링된다.
일 구현예에 따르면, 본 발명의 중합체성 전구약물의 제조에 사용되는 약제학적 활성 분자는 예를 들어 작용기: -OH, -NH2, -NH, -NHR(R = 정의된 바와 같은 알킬), -SH, -COOH, -C=O, -CHO 또는 할로겐으로부터 선택되는 적어도 하나의 유리 작용기(조절된 라디칼 중합제와 반응할 수 있음)를 갖는 분자이다. 일 구현예에서, 유리 작용기는 친핵성 작용기이다.
약제학적 활성 분자는 유리 작용기를 운반할 수 없다. 상기 분자는 이것이 중합제에 커플링되기 전에 화학적으로 처리될 수 있어서, 유리 작용기를 갖게 된다(조절된 라디칼 중합제와 반응할 수 있음). 몇몇 접근법은 활성 분자를 작용화시키는 선행 기술에 알려져 있다. 본 발명에 대한 예시적이고 비제한적인 예는 하이퍼옥사이드(hyperoxide)로 활성 분자를 처리하여 활성 분자의 하이드록실화를 야기하는 것으로 이루어진다.
일 구현예에 따르면, 활성 분자의 유리 친핵성 작용기는 -OH, -NH2, -NHR 및 -SH의 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 친핵성 작용기는 -OH 또는 -NH2이다.
예를 들어, 활성 분자, 즉, 상기 분자의 다른 친핵성 작용기 상에서 중합체 사슬의 그래프팅을 더 잘 조절하기 위해, 임의의 것이 존재한다면, 보호될 수 있거나 보호되지 않을 수 있다.
제1 구현예에 따르면, 조절된 라디칼 중합에 참여하지 않는 활성 분자의 친핵성 작용기는 보호되지 않는다.
제2 구현예에 따르면, 조절된 라디칼 중합에 참여하지 않는 활성 분자의 친핵성 작용기는 선행 기술에 알려진 기, 예를 들어 tert-부톡시카르보닐 클로라이드, 디-tert-부틸 디카르보네이트, tert-부톡시카르보닐의 아자이드 또는 아미드, tert-부틸(디메틸)실릴 클로라이드, 토실 클로라이드, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 에스테르, 에테르, 실릴화된 에테르에 의해 보호된다.
예에 의해 지시된 바와 같이, 본 발명은 활성 분자의 극성과 독립적으로 실시될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 중합체에 사용되는 활성 분자는 극성, 양친매성 또는 비극성 분자이다. 제1 구현예에 따르면, 본 발명의 중합체에 사용되는 활성 분자는 극성 분자이다. 제2 구현예에 따르면, 본 발명의 중합체에 사용되는 활성 분자는 비극성 분자이다. 제3 구현예에 따르면, 본 발명의 중합체에 사용되는 활성 분자는 양친매성 분자이다.
변형에 따르면, 충전율은 0.1 내지 20%(전구약물-중합체 분자의 총 질량에 비해 AI의 질량)이다.
일 구현예에서, 활성 분자는 하기를 포함하는 활성 분자의 군으로부터 선택된다:
- 항암제 분자,
- 항생제 분자(박테리아/진균류 정지, 박테리아/진균류-독성 또는 항바이러스 작용제),
- 항당뇨병제 분자,
- 혈관 및 심혈관 병태를 치료하는 분자,
- 중추신경계의 병태를 치료하는 분자
- 항염증 분자,
- 생리학적 수용체 효능제 분자,
- 생리학적 수용체의 길항제 또는 부분적으로 길항제 분자,
- 염증조정 분자.
일 구현예에서, 활성 분자는 메르카파클리탁셀, 도세탁셀, 겜시타빈, 클라드리빈, 카페시타빈, 다우노루비신, 독소루비신, 에피루비신, 이다루비신, 액티노마이신, 암사크린, 다카르바진, 닥티노마이신, 빈크리스틴, 빔블라스틴, 빈데신, 메토트렉세이트, 콜히친, 사이클로포스파미드, 아자티오프린, 6-머캅토퓨린, 로무스틴, 카르무스틴, 다카르바진, 시스플라틴, 플루오로우라실, 테니포사이드 또는 에토포사이드, 포테무스틴, 미토마이신 C, 미톡산트론, 스트렙토조신, 트라벡테딘, 빈플루닌, 비노렐빈, 아르세날 트리옥사이드(asernal trioxide), 벤다무스틴, 부술판, 카바지탁셀, 카르보플라틴, 에리불린, 이리노테칸, 토포테칸, 익사베필론, 넬라라빈, 옥살리플라틴, 프랄라트렉세이트, 테모졸로마이드, 페메트렉세드, 이마티닙, 수니티닙, 소라페닙으로부터 선택되는 항암 분자이다.
일 구현예에서, 활성 분자는 항암 분자(파클리탁셀, 겜시타빈), 펩타이드(환식 RGD) 및/또는 형광 프로브(로다민 및 시아닌 5.5)로부터 선택된다.
일 구현예에서, 활성 분자는 파클리탁셀 또는 겜시타빈으로부터 선택되는 항암 분자이다. 일 구현예에 따르면, 본 발명의 전구약물은 파클리탁셀을 활성 분자로서 포함한다. 일 구현예에서, 제1 활성 분자는 파클리탁셀이다.
일 구현예에서, 제1 활성 분자는 겜시타빈이다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 활성 분자를 한쪽 말단부에 포함한다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 활성 분자를 이의 근위부 말단부에 포함한다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 활성 분자를 이의 종결 말단부에 포함한다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 2개의 활성 분자를 하나씩 각각의 말단에 포함한다.
중합
본 발명은, 특히 상기 기재된 바와 같은 중합체 사슬이 그래프팅되는 분자를 지칭한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합은 조절된 라디칼 경로에 의해 수행된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합은 개시제 활성 성분 방법에 의해 조절되는 라디칼 경로에 의해 수행된다.
따라서, 중합체 사슬은 조절된 라디칼 중합 방법을 적용함으로써 활성 분자 상으로 그래프팅된다. 일 구현예에서, 본 발명의 중합체성 전구약물은 하기로부터 선택되는 조절된 라디칼 중합 방법에 의해 수득된다::
- 가역적 첨가에 의해 조절되는 중합 - 단편화 사슬 전달(RAFT),
- 니트록사이드-매개 중합(NMP)에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 원자 전달 라디칼 중합(ATRP)에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 단일 전자 전달-리빙 라디칼 중합(SET-LRP)에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 코발트에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 오르가노텔레이트에 의해 조절되는 라디칼 중합, 또는
- 오르가노스틸빈에 의해 조절되는 라디칼 중합.
전형적으로, 중합체성 전구약물은 사슬 전달제를 추가로 포함한다.
일 구현예에서, 중합체성 전구약물은 가역적 첨가에 의해 조절되는 라디칼 중합 - 단편화 사슬 전달(RAFT)에 의해 합성된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 가역적 첨가에 의해 조절되는 유형의 조절된 라디칼 중합 - 단편화 사슬 전달(RAFT)에 의해, 적어도 하나의 단량체, 라디칼 중합의 개시제 및 조절된 라디칼 중합제(사슬 전달제라고도 함)를 반응시킴으로써 수득되고, 그 위에서 약제학적 활성 분자가 커플링된다.
특히, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 조절된 라디칼 중합에 의해 제조되고, 하나의 변형에 따르면 적어도 하나의 제1 약제학적 활성 분자를 근위부 및 종결부를 포함하는 라디칼 중합 조절제와 공유 커플링시켜, 제1 커플링된 분자를 형성하는 단계를 포함한다.
라디칼 중합 조절제는, 중합 동안 중합 조절제(또는 사슬 전달제)가 중합체 사슬의 시작부에 위치하는 AI에 연결되어 있는 본원에서 근위부로 지칭되는 부분, 및 중합체 사슬의 말단부에 고정되는 본원에서 종결부로 지칭되는 부분에 의해 절단되기 때문에 근위부 및 종결부를 포함하여, 이를 완성시킨다. 이러한 중합 조절제는 중합체 사슬의 길이를 정밀하고 유리하게 조절할 수 있게 한다.
하나의 변형에 따르면, 본 발명자들은 중합 조절제에 또는 상기 조절제의 근위부에 커플링된 AI를 지정하기 위해 제1 커플링된 분자를 지칭한다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 전구약물의 중합체는 하기로부터 선택되는 RAFT-유형 사슬 전달제를 추가로 포함한다:
· 트리티오카르보네이트, 예컨대 3,5-비스(2-도데실티오카르보노티오닐티오-1-옥소프로폭시) 벤직, 3-부테닐 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피오네이트, 2-(2-카르복시에틸설파닐티오카르보닐설파닐)-프로프리온산, 4-((((2-카르복시에틸)티오) 카르보노티오닐)티오)-4-시아노펜탄산, 2-시아노부탄-2-일 4-클로로-3,5-디메틸-1H-피라졸로-1-카르보디티오에이트, 2-시아노부타닐-2-일 3,5-디메틸-1H-피라졸로-1-카르보디티오에이트, 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜탄산, 2-(부틸티오카르보노티오닐티오)프로판산, 4-시아노-4-(에틸카르보노티오닐티오) 펜탄산, 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜타놀, 시아노메틸 (3,5-디메틸-1H-피라졸로)-카르보디티오에이트, 시아노메틸 도데실 트리티오카르보네이트, 시아노메틸 [3-(트리메톡시실릴)프로필] 트리티오카르보네이트, 2-시아노-2-프로필 도데실 트리티오카르보네이트, S,S-디벤질 트리티오카르보네이트, 2-(도데실-티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산, 2-(도데실-티오카르보노티오닐-티오)-2-메틸프로피온산, 3-아지도-1-프로판올 에스테르, 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산, N-하이드록시숙신이미드 에스테르 of 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜탄산, 펜타플루오로페닐 에스테르 of 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산, 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)프로피온산, 메틸 2-(도데실)-2-메틸프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스[2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피오네이트], 프탈이미도메틸 부틸 트리티오카르보네이트, 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산 말단을 갖는 폴리(아크릴산), 폴리(에틸렌 글리콜)비스[2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피오네이트], 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜타노에이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 (4-시아노-4-펜타노에이트 도데실 트리티오카르보네이트), 폴리(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 (4-시아노-4-펜타노에이트 도데실 트리티오카르보네이트), 폴리(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 (4-시아노-4-펜타노에이트 도데실 트리티오카르보네이트), 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피오네이트, 폴리(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 2-(도데실티오카르보노티오닐티오) -2-메틸프로피오네이트, 폴리(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 (2-메틸-2-프로피온산 도데실 트리티오카르보네이트)L-락타이드) 4-시아노-4-[(도데실설파닐-티오카르보닐)설파닐] 펜토네이트, 폴리(L-락타이드) 4-시아노-4-[(도데실설파닐-티오카르보닐)설파닐] 펜토네이트, 폴리(D,L-락타이드), 4-시아노-4-[(도데실설파닐-티오카르보닐)설파닐] 펜토네이트, 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산의 말단부를 갖는 폴리스티렌, 또는 1,1,1-트리스[(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피오네이트] 에탄;
· 디티오카르바메이트, 예컨대 벤질 1H-피롤-1-카르보디티오에이트, 시아노메틸 디페닐카르바모디티오에이트, 시아노메틸 메틸(페닐)카르바모디티오에이트, 시아노메틸 메틸(4-피리딜)카르바모디티오에이트, 2-시아노프로판-2-일 N-메틸- (피리딘-4-일)카르바모디티오에이트, 메틸 2-[메틸(4-피리디닐)카르바모티오닐티오] 프로피오네이트, 1-숙신이미딜-4-시아노-4-[N-메틸-N-(4-피리딜)카르바모티오닐티오] 펜타노에이트;
· 디티오벤조에이트 예컨대 벤질 벤조디티오에이트, 시아노메틸 벤조디티오에이트, 4-시아노-4-(페닐카르보노티오닐티오)펜탄산, 4-시아노-4-(페닐카르보노티오닐티오)펜탄산의 N-숙신이미딜 에스테르, 2-시아노-2-프로필 벤조디티오에이트, 2-시아노-2-프로필4-시아노벤조디티오에이트, 에틸 2-(4-메톡시페닐카르보노티오닐티오)아세테이트, 에틸 2-메틸-2-(페닐티오카르보닐티오)프로피오네이트, 에틸 2- (페닐카르보노티오닐티오)-2-페닐아세테이트, 에틸 2-(페닐카르보노티오닐티오) 프로피오네이트, 1-(메톡시카르보닐)에틸 벤조디티오에이트, 2-(4-메톡시페닐카르보노티오닐티오) 에탄산, 2-니트로-5-(2-프로피닐옥시)벤질 4-시아노-4-(페닐카르보노티오닐티오)펜타노에이트, 2-(페닐카르보노티오닐티오) 프로판산, 또는 2-페닐-2-프로필 벤조디티오에이트;
· 스위치 가능한 RAFT 작용제, 예컨대 시아노메틸 메틸(4-피리딜)카르바모디티오에이트, 2-시아노프로판-2-일 N-메틸-N-(피리딘-4-일)카르바모디티오에이트, 메틸 2-[메틸(4-피리디닐)카르바모티오닐티오]프로피오네이트, 또는 1-숙신이미딜-4-시아노-4-[N-메틸-N-(4-피리딜) 카르바모티오닐티오] 펜타노에이트.
사슬 전달제는 예를 들어, 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜탄산, 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산, 4-시아노-산 4-(페닐카르보노티오닐티오)펜탄산, 2-(2-카르복시에틸설파닐티오카르보닐설파닐)프로피온산, 2-(부틸티오카르보노티오닐티오)프로판산, 4-시아노-4-(에틸카르보노티오닐티오)펜탄산, 벤조디티오에이트 2-시아노프로판 2-일, 또는 2-시아노-2-프로필 도데실 트리티오카르보네이트로부터 선택된다. 종래의 라디칼 개시제는 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르)산, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트로부터 선택된다.
일 구현예에서, 사슬 전달제는 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜탄산, 2-(도데실티오카르보노티오닐티오)-2-메틸프로피온산, 4-시아노-4-(페닐카르보노티오닐티오)펜탄산 2-(2-카르복시에틸설파닐티오카르보닐설파닐)프로피온산, 2-(부틸티오카르보노티오닐티오)프로판산, 4-시아노-4-(에틸카르보노티오닐티오)펜탄산, 2-시아노프로판-2-일의 벤조디티오에이트, 또는 2-시아노-2-프로필 도데실 트리티오카르보네이트로부터 선택된다.
일 구현예에서, 사슬 전달제는
- 4-시아노-4- [(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜탄산, 2-(부틸티오카르보노티오닐티오)프로판산, 4-시아노-4-(에틸카르보노티오닐티오)펜탄산, N-하이드록시숙신이미드 에스테르 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐] 펜탄산으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 사슬 전달제는 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐] 펜탄산 (CDP)이다.
일 구현예에서, 전달제는 활성 분자에 직접적으로 연결된다. 그러나, 라디칼 중합 동안, 전달제는 이의 중합 조절 작용기로 인해, 2개의 부분으로 분할되고, 하나는 활성 성분에 연결되어 있는 근위부 및 다른 하나는 성장하는 중합체의 종결부와 반응하는 것이다.
변형에 따르면, 전달제는 에스테르, 아미드, 카르보네이트, 카르바메이트, 아세탈, 디설파이드, 티오에테르, 트리아졸 작용기; 디글리콜레이트, 숙시네이트, 숙신이미딜 4-(N-말레이미도메틸)사이클로헥산-1-카르복실레이트(SMCC), 글리시네이트, 글루쿠로네이트, 발린-시트룰린, 말레이미드 링커에 의해 약제학적 활성 분자에 공유 연결되고, 상기 작용기 및/또는 근위부 링커는 제1 활성 약제학적 성분과 공유 결합을 형성한다.
다른 구현예에서, 전달제는 하이드록시 카르복실산의 올리고머로 이전에 작용화된다. 이 구현예에 따르면, 그래프팅 후 활성 분자와 전달제 사이에 위치하는 이러한 올리고머 사슬은 본 발명의 중합체성 전구약물로부터 활성 분자의 방출 속도를 조절할 수 있게 한다. 일 구현예에 따르면, 올리고머는 이량체, 바람직하게는 디글리콜산이다.
또한, 라디칼 중합 개시제는 상기 개시제가 중합의 개시를 가능하게 하여 RAFT 작용제에 의해 작용화된 활성 분자로부터 중합체 사슬이 성장하게 하기 때문에 필수적이다. 개시제는 아조 유형, 예컨대 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르)산, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴); 무기 퍼옥사이드 유형; 또는 유기 퍼옥사이드 유형, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트일 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 유리 라디칼 개시제는 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), CAS 수: 78-67-1이다.
블록 중합체
일 구현예에서, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 이의 활성 분자가 블록 공중합체와 공유 연결된 중합체성 전구약물이다. 후자는 상기 기재된 바와 같은 중합체 또는 공중합체, 및 적어도 하나의 친수성 중합체를 이용한 연장부를 포함한다. 사실상, 중합체 또는 공중합체 사슬의 말단부에서 전달제의 존재는 추가의 중합체 사슬의 첨가를 가능하게 한다. 본 발명의 공중합체는 적어도 2개의 블록을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 전구약물은 중합체를 포함하며, 이의 사슬은 추가의 중합체를 이용한 이의 사슬의 연장을 추가로 포함하고, 바람직하게는 추가의 중합체는 수용성 중합체이다. 일 구현예에서, 수용성 중합체는 폴리[올리고(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트], 폴리[올리고(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 아크릴레이트], 폴리[올리고(에틸렌 글리콜) 메타크릴레이트], 폴리아크릴아미드, 글리공중합체(메타크릴레이트, 아크릴레이트, 아크릴아미드 비닐 에테르, 또는 당 작용기를 갖는 스티렌 유형 단량체로부터 합성됨), 폴리(N,N-디메틸 아크릴아미드), 폴리스티렌 설포네이트, 폴리(N-비닐 피롤리돈), 친수성 폴리펩타이드 및 다당류로부터 선택된다.
일 구현예에서, 수용성 중합체는 폴리아크릴아미드이다.
방법
제2 양태에서, 본 발명은 상기 기재된 바와 같은 중합체의 제조 방법에 관한 것이다.
중합체를 수득하기 위한 방법
당업자는 활성 분자의 물리화학적 특성 및 중합체에 요망되는 구조적 및 물리화학적 특징의 작용기로서 선행 기술에 알려진 것들로부터 적합한 중합 기법을 선택할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 방법은 활성 분자로부터 적어도 하나의 중합 단계를 포함한다.
이러한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 중합체를 제조하기 위한 방법은 하기 단계를 포함한다:
i) 활성 화합물과 상기 기재된 바와 같은 사슬 전달제의 커플링,
ii) 활성 분자로부터 상기 기재된 바와 같은 단량체(들)의 중합.
일 구현예에 따르면, 상기 방법은 활성 분자로부터의 조절된 라디칼 중합의 적어도 하나의 단계를 포함한다.
조절된 라디칼 중합은 선행 기술에 알려진 기법, 예컨대 하기로부터 선택될 수 있다:
- 가역적 첨가 - 단편화 사슬 전달(RAFT)에 의해 조절되는 중합,
- 니트록사이드 매개 중합(NMP)에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 원자 전달 라디칼 중합(ATRP)에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 단일 전자 전달-리빙 라디칼 중합(SET-LRP)에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 코발트에 의해 조절되는 라디칼 중합,
- 오르가노텔레이트에 의해 조절되는 라디칼 중합,또는
- 오르가노스틸빈에 의해 조절되는 라디칼 중합.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물을 제조하는 방법은 적어도 하나의 RAFT 중합 단계를 포함한다.
이러한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 중합체를 제조하는 방법은 하기 단계를 포함한다:
i) 활성 화합물을 상기 기재된 바와 같은 사슬 전달제와 커플링시키는 단계,
ii) 상기 기재된 바와 같은 단량체(들)를 전달제로부터 중합하는 단계.
조절된 라디칼 중합, 예컨대 RAFT 중합의 경우, 단계 (ii)는 라디칼 중합 개시제(유리 라디칼 발생제)의 존재 하에 수행된다. 중합 개시제는 중합의 개시를 가능하게 하여, RAFT 작용제에 의해 작용화된 활성 분자로부터 중합체 사슬을 증가시킨다. 상기 개시제는 아조 유형, 예컨대 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르)산, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴); 무기 퍼옥사이드 유형; 또는 유기 퍼옥사이드 유형, 예컨대 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트일 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 유리 라디칼 개시제는 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), CAS No.: 78-67-1이다.
일 구현예에서, 단계 (ii)는 실온에서 수행된다. 다른 구현예에서, 단계 (ii)는 25℃ 내지 150℃의 온도에서 수행된다.
텔레켈릭(telechelic) 중합체성 전구약물
본 발명은 광범위하게 다양한 활성 성분, 이미지화제 및/또는 표적화제에 적용될 수 있는 플랫폰을 제공하는 이점을 제공한다. 중합체 사슬의 각각의 말단부에서 작용기는 관심 분자를 화학적으로 연결시키는 데 사용될 수 있어서, 텔레켈릭 중합체이라고 하는 일작용성 또는 이작용성 시스템을 제조하게 한다. 가장 단순한 시스템(중합체 사슬의 하나의 말단부에 그래프팅된 분자)으로부터 헤테로이작용성이라고 하는 더 복잡한 시스템에 이르는 다수의 시스템을 설계하는 것을 가능하게 하며, 여기서, 본 발명자들은 중합체의 하나의 말단에 약제학적 활성 분자 및 다른 말단부에 이미지화제 또는 표적화 리간드를 가질 수 있다. 더욱이, 다양한 활성 성분을 갖는 다양한 중합체성 전구약물은 또한, 합성되고 함께 제제화된 다음, 조합된 치료법을 생성할 수 있다.
거대분자 구조의 이러한 유형의 텔레켈릭 중합체는 특히 관심 있는데, 왜냐하면 상이한 특성을 갖고 많은 분야에 적용 가능한 중합체성 전구약물을 생성할 수 있기 때문이다. 헤테로이작용성 중합체는, 이들이 2개의 상이한 작용기가 동일한 화합물에서 조합될 수 있게 하기 때문에 보다 특히 관심 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이들 중합체성 전구약물은 생물의학 적용에 특히 적합하며, 여기서, 상이한 목적을 위해 약제학적으로/생물학적으로 활성일 수 있는 2 가지 유형의 분자를 동일한 사슬 상에서 조합할 수 있게 할 것이며, 예를 들어:
- 활성 성분의 표적화된 운반을 위해, 활성 성분과 표적화 리간드(예를 들어 항체, 리간드, 펩타이드 등)를 조합함으로써,
- 이미지화를 위해, 표적화 리간드와 추적 분자, 예컨대 형광단을 조합함으로써.
이들 중합체성 전구약물은 예를 들어, 종양 세포에 특이적인 마커를 사용하여 암의 경우 검출 및 이미지화에 사용될 수 있다.
많은 기법은 이들 헤테로이작용성 중합체를 합성하기 위해 존재한다. 하나의 변형에 따르면, 텔레켈릭 중합체성 전구약물을 제조하는 방법은 하나 이상의 전중합 또는 후중합 변형을 포함하여, 상이한 관심 분자를 커플링시키는 단계를 포함한다.
변형에 따르면, 제1 활성 성분을 포함하는 중합체성 전구약물은 펩타이드에 공유 결합되며, 전형적으로 펩타이드 커플링이다.
예를 들어, 하기 합성 원리는 RAFT 작용제에 의해 종결되는 폴리아크릴아미드 중합체와 관심 펩타이드 사이의 생물공액을 수행하는 데 사용될 수 있다:
Figure pct00001
제1 경로 (경로 1)는 티올-말레이미드 커플링을 통한 말레이미드 유형 링커를 통해 펩타이드와 중합체를 결합시키는 것을 가능하게 하는 한편, 제2 경로(경로 2)는 펩타이드 커플링을 통한 펩타이드 결합의 형성에 의해 커플링이 직접적으로 수행될 수 있게 한다.
변형에 따르면, 중합은 펩타이드에 의해 개시될 수 있으며, 그 후에 활성 성분과의 커플링이 중합 후에 수행된다.
본 발명은 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
제1 구현예에서, 조성물은 본 발명에 따른 단일 중합체성 전구약물을 포함한다.
제2 구현예에서, 조성물은 본 발명에 따른 적어도 2, 적어도 3, 적어도 4 또는 적어도 5개의 중합체성 전구약물을 포함한다. 이 구현예에 따르면, 조성물은 동일한 활성 분자를 포함하는 중합체성 전구약물을 포함한다. 상이한 중합체 사슬을 갖는 중합체성 전구약물의 존재는 활성 분자의 쌍봉형(bi-modal), 삼봉형(tri-modal) 또는 다봉형(pluri-modal) 방출을 가능하게 한다. 상이한 구현예에 따르면, 조성물은 다양한 활성 분자 및 동일한 중합체 사슬을 포함하는 중합체성 전구약물을 포함할 수 있다. 이는 동일한 제제에 상이한 약물력학적 프로파일을 갖는 2개의 활성 분자를 갖게 한다. 다른 구현예에 따르면, 조성물은 활성 분자 및 상이한 중합체 사슬을 포함하는 중합체성 전구약물을 포함할 수 있다. 이는 동일한 제제에, 상이한 약물력학적 프로파일을 갖는 2개의 활성 분자를 갖게 하고 이들의 방출은 이들 물리화학적 특성의 작용기로서 적응된다.
제3 구현예에서, 조성물은 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물 및 적어도 하나의 유리 활성 분자를 포함할 수 있으며, 여기서, 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염 또는 전구약물은 선행 기술에 알려진 바와 같다. 유리 활성 분자란, 비결합된 분자, 또는 최소한 중합체와 공유 연결되지 않은 분자를 의미한다.
제제
본 발명은 수성 매질 및 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 포함하는 수용액 형태의 조성물에 관한 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 수성 매질에서 수용성이다.
전형적으로, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 적어도 100 mg/ml, 바람직하게는 150 mg/ml, 더 바람직하게는 200 mg/ml의 증류수에서 가용성이다.
바람직하게는, 중합체성 전구약물의 용해도는 하기 방법에 따라 시험된다:
다양한 중합체성 전구약물은 등가 농도(200 mg/ml)로 용해된 다음, 16,783 g에서 30분 동안 원심분리된다. 불용성은 에펜도르프의 바닥에 백색 또는 유색 침착물의 출현에 의해 관찰된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물을 포함하는 용액은 매우 점성이지 않다.
유리하게는, 중합체성 전구약물의 용액의 점도는 중합체의 크기 및 성질/조성물의 함수로서 조정될 수 있다. 본원에서, 조절된 라디칼 중합은 또한, 본 발명의 중요한 기술적 이점을 제시한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 제제의 점도를 유의하게 증가시키지 않으면서 AI를 농축시킬 수 있게 하며, 이는 주사되는 제제의 양(특히 부피에 의한 양)을 제한할 수 있게 한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 주사 가능한 형태로 제제화될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 쉽게 주사 가능한 수용액에서 제제화된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물을 포함하는 용액의 점도는 26 G 바늘을 통해 이의 주사를 가능하게 한다. 유리하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물을 포함하는 용액은 26 G 바늘을 통해 30 N 미만의 주사 힘을 필요로 한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물을 포함하는 용액은 적어도 50 mg/ml, 예를 들어 적어도 100 mg/ml, 바람직하게는 적어도 125 mg/ml의 농도에서 26 G 바늘을 통해 주사 가능하다. 대안적으로, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물을 포함하는 용액은 적어도 150 mg/ml, 바람직하게는 적어도 200 mg/ml의 농도에서 26 G 바늘을 통해 주사될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명자들은 하기 방법에 따라 주사성(또는 주사기성(syringability))(농도의 함수로서 뉴튼으로 표현됨)을 시험할 수 있다:
중합체 용액의 주사기성/주사성은 30 kg의 힘 센서(force sensor)를 갖는 텍스처 분석기(TA.XT Plus Texture Analyzer, Stable Micro Systems)에 커플링된 Burckbuchler 등(Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356)에 의해 기재된 바와 같은 맞춤-제작 장비를 사용하여 추정된다. 400 μL의 각각의 용액은 배출된 다음, 1 ml 주사기(MeritMedical, Medaillon® Syringe) 및 26G x ½'' 바늘(Terumo Neolus, 0.45x12 mm)을 통해 1 mm/s의 속도로 주사된다. 주사 힘은 25 측정/초의 속도로 측정된다.
용도
유리하게는, 중합체의 적어도 소정의 물리화학적 특성은 AI에 부여된다. 특히, 중합체는 AI의 용해도를 증가시킬 수 있게 하여, 고농도에서 안정성을 유지시키며, 이의 흡수를 최대화하고, 이의 대사를 제한하여, 증가된 생체이용률을 야기할 수 있다.
본 발명은 특히, 치료적 치료 방법에 사용하기 위한 중합체성 전구약물에 관한 것이다. 상기 방법은 치료적 유효량의 중합체성 전구약물을 환자에게 투여하는 단계를 포함한다.
유리하게는, 전구약물 접근법(여기서, AI는 이의 방출 시까지 불활성임)은 괴사성/자극성 AI의 국소적인 바람직하지 못한 효과를 억제시킬 수 있게 한다. 전형적으로, 일단 일반 순환에 있으면, 활성 성분은 결합의 절단에 의해 중합체로부터 방출된 다음, 이의 활성을 다시 얻는다. 절단은 혈액 순환에 존재하는 생물학적 조건으로 인해 수득된다. 일단 일반 순환에 있으면, 활성 성분은 결합의 절단에 의해 전구약물로부터 방출된 다음, 이의 활성을 다시 얻는다.
전형적으로, 중합체성 전구약물은 조직 내로 (특히 SC 또는 IM 경로에 의해) 주사되고 혈류 내로 통과한다. 그 후에, 중합체성 전구약물은 절단되어, 관심 AI를 혈류 내로 방출시킨다.
유리하게는, 단량체의 성질, 중합체의 크기 및 분산도, 중합 조절제의 성질, 및 이것과 AI 사이의 결합의 조절은 흡수 속도 및 비율을 변형시키며, 전구약물(여기서, AI는 이의 방출 시까지 불활성임)과의 커플링을 가능하게 하고, 괴사성/자극성 AI의 국소적인 바람직하지 못한 효과를 억제시킬 수 있게 한다.
본 발명의 중합체성 전구약물 및 이들의 조성물은 생물의학적 분야에서 몇몇 적용을 가질 수 있다.
변형에 따르면, AI는 표적화제에 연결된 활성 분자를 지정하여, 치료되는 특정 영역을 표적화하고 예를 들어 방출되는 활성 분자를 이들 활성 분자의 작용 부위로 안내할 수 있게 한다.
변형에 따르면, AI는 진단제에 연결된 활성 분자를 지정하여, 치료되는 특정 영역의 이미지화를 가능하게 한다.
변형에 따르면, AI는 진단제에 연결된 표적화제를 지정하여, AI를 치료되는 조직 또는 세포로 표적화할 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 포함하는 약제에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 질병, 특히 인간 또는 동물의 질병의 예방 및/또는 치료를 위한 본 발명에 따른 중합체성 전구약물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 약제의 제조를 위한, 본 발명에 따른 적어도 하나의 전구약물의 용도에 관한 것이다.
전형적으로, 약제는 치료적 유효량의 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 포함한다. 일 구현예에 따르면, 상기 약제는 약제학적으로 허용 가능한 부형제를 추가로 포함한다. 이들 부형제는 유럽 약전 또는 FDA의 표준에 상응한다.
당업자는 약물 제제를 예방되며 및/또는 치료되는 질병, 약제의 투여 경로, 및 활성 분자의 성질의 함수로서 결정한다. 일 구현예에서, 제제는 주사 가능한 제제이다. 이 구현예에 따르면, 투여는 볼루스(bolus) 또는 연속(주입(infusion))에 의해서이고, 바람직하게는 투여는 볼루스에 의한 것이다. 이 구현예에 따르면, 제제는 투여를 위한 주사 가능한 제제이다:
- 피하,
- 근육내,
- 종양내,
- 피내, 또는
- 정맥내,
바람직하게는 피하 또는 근육내이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물은 피하 또는 근육내 경로에 의해 투여된다(또는 투여 가능함).
방법
본 발명은 또한, 치료적 치료 방법에 사용하기 위한 중합체성 전구약물에 관한 것이다. 이 방법은 치료적 유효량의 본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 대상체, 특히 인간 또는 동물에게 투여하는 단계를 포함한다.
치료 방법은 상기 기재된 바와 같은 질병의 치료에 관한 것일 수 있다.
특정 구현예에서, 치료 방법은 암을 치료하는 방법이다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물의 투여는 본 발명에 따라 제제화되거나 제제화되지 않는 다른 활성 분자의 투여와 동시적일 수 있다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물의 투여는 본 발명에 따라 제제화되거나 제제화되지 않는 다른 활성 분자의 투여와 순차적일 수 있다.
일 구현예에서, 이들 제제는 활성 성분의 생체이용률을 증가시킬 수 있게 하고, 피하, 근육내, 종양내 또는 피내 경로에 의해, 바람직하게는 피하 또는 근육내 경로에 의해 투여된다.
몇몇 유형의 활성 분자를 중합체 사슬에 커플링시킬 수 있는 본 발명의 다재다능성을 고려하면, 본 발명에 따른 약제로 예방되거나 치료될 수 있는 질병은 암, 박테리아 감염, 바이러스 감염, 진균류 감염, 기생충 감염, 염증성 질병, 대사성 질병, 미세-혈관 질병, 거대-혈관 질병, 심혈관 질병, 폐 질병, 내분비 질병 또는 중추신경계 질병이지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 중합체성 전구약물의 투여에 의해 치료될 수 있는 암의 유형은 특별히 제한되지 않는데, 왜냐하면 치료는 그래프팅된 활성 분자에 따라 달라지기 때문이다. 중합체 상으로 그래프팅된 활성 분자는 치료되는 암과 관련하여 이의 생물학적, 약물력학적 및 약물동력학적 특성의 함수로서 선택된다.
일 구현예에서, 치료되는 암은 고형암, 예컨대 유방암, 간암, 흑색종, 난소 또는 자궁내막, 전립선 및/또는 방광, 위, 장의 암, 카포시 육종, 뇌암, 골암, 췌장암 또는 폐암일 수 있다.
다른 구현예에서, 암은 혈액 세포의 암, 예컨대 백혈병이다.
일 구현예에 따르면, 활성 분자는 신속하게 방출되며, 예를 들어 80 중량%의 활성 분자가 24시간 미만 이내에 방출될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 활성 분자는 서서히 방출될 수 있으며, 예를 들어 50 중량%의 활성 분자가 72시간 초과에 걸쳐 방출된다.
도 1은 상이한 RAFT 작용제를 갖는 본 발명에 따른 3 가지 공중합체의 온도의 함수로서 투과율의 3개 스펙트럼을 도시한다: CDP-33%-5, PTX-CDP-33%-10 및 Gem-33%-5. PBS 중 4.5 mg/ml, 600 nm, 및 0.5℃/min의 온도 증가율에서 획득된다.
도 2는 4.5 mg/ml의 중합체 농도에서 CP5-PEGMA 및 CP7-PEGMA 입자의 UCST 거동을 도시하는 투과율 대 온도 곡선을 상단에서 도시한다. 도 2의 하단은 CP5의 PEG화 및 제제 후 수득된 CP5 및 CP5-PEGMA의 UCST 거동의 비교 곡선을 도시한다.
도 3(상단(a))은 PBS 중 파클리탁셀 용액의 피하 투여의 국소적인 독성 효과를 도시한다. 도 3(하단(b))은 20%의 AN과 함께 본 발명에 따른 전구약물 PTX-P(AAm-코-AN)로서 제제화된 용액의 피하 투여 후 국소적인 독성의 부재를 도시한다.
도 4 및 도 5: 주사기성(농도(mg/ml)의 함수로서 힘(N))에 의한 다양한 중합체성 전구약물의 점도 연구의 결과의 그래프이다.
도 6 및 도 7: PTX와 중합체(에스테르, 디글리콜레이트, 카르보네이트) 사이에 상이한 화학 결합을 갖는 전구약물 중합체로부터 파클리탁셀의 PBS(도 6) 중 방출 및 뮤린 혈장(도 7) 중 방출이다.
도 8: 뮤린 모델에서 질량 분광법에 의해 검정된 중합체 결합(시간(분)의 함수로서 농도(mg/ml))의 분해 후 혈장에 방출된 PTX의 약물동력학이다.
도 9: 뮤린 모델에서의 독성 연구이다. PTX-디글리-PAAm, PTX-에스테르-PAAm, 택솔(Taxol) 및 PAAm에 대한 시간의 함수로서 마우스의 체중의 변화이다.
도 10: 7 mg/kg 당량의 PTX(1 마리의 마우스 당 0.14 mg의 총 PTX)의 속도로 정맥내 및 피하 투여되는 Taxol®, 또는 PTX-PAAm 형태의 상업적인 제제에서 방사성표지된 PTX의 약물동력학 및 생물분포이다. PTX-PAAm에 대한 결과는 유리 PTX + PAAm과 커플링된 PTX를 고려한다.
도 11: 뮤린 모델에서 IV 및 SC 경로에 의해 투여되는 유리 로다민 및 로다민-PAAm의 생물분포 연구이다.
도 12: (상단) PBS 중 파클리탁셀의 용액의 피하 투여의 국소적인 독성 효과를 도시한다. 도 12 (하단) 본 발명에 따른 전구약물 PTX-PAAm로서 제제화된 파클리탁셀 용액의 피하 투여 후 국소적인 독성의 부재를 도시한다.
도 13: 중합체에서 아크릴로니트릴(AN)의 농도 및 함량의 함수로서 중합체성 파클리탁셀 전구약물 용액의 점도이다. 이들 측정은 평면-평면 기하학을 갖는 레오미터를 사용하여 수득되었다.
본 발명은 본 발명을 제한 없이 예시하는 하기 실시예를 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
약어
AAm: 아크릴아미드 - CAS No. 79-06-1을 지정한다
AIBN: 라디칼 개시제 아조비스이소부티로니트릴 - CAS No. 78-67-1을 지정한다
AN: 아크릴로니트릴 - CAS No. 107-13-1을 지정한다
CDP: RAFT 조절제 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜탄산 - CAS No. 870196-80-8을 지정한다
CDP-ol: RAFT 작용화제 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜타놀 - CAS No. 1394136-26-5를 지정한다
플래쉬 크로마토그래피: 분취 분리 방법을 지정한다. 이동상은 10 내지 20 psi의 압력을 적용함으로써 정지상과 교차한다
DCM: 무수 디클로로메탄 - CAS No. 75-09-2를 지정한다
DMAI: 4-디메틸아미노피리딘 - CAS No. 1122-58-3을 지정한다
DMF: N,N-디메틸포름아미드 - CAS No. 200-679-5를 지정한다
DMSO: 디메틸설폭사이드 - CAS No. 67-68-5를 지정한다
EDC-HCl: 1-에틸-3- (3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드 하이드로클로라이드 - CAS No. 25952-53-8을 지정한다
EtOAC: 에틸 아세테이트 - CAS No. 7487-88-9를 지정한다
Gem: 겜시타빈 하이드로클로라이드 - CAS No. 122111- 03-9를 지정한다
GemTBDMS: 알코올 작용기가 tert-부틸디메틸실릴에 의해 보호되는 겜시타빈을 지정한다
H: 시간(hour)을 지정한다
NHS: N-하이드록시숙신이미드 - CAS No. 6066-82-6을 지정한다
PEGMA: 폴리(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트, 평균 Mn 300 g/mol - CAS No. 26915-72-0을 지정한다
PTX-A%-B: B kg/mol의 분자량을 갖고 중합체의 몰수에 비해 A%의 아크릴로니트릴을 포함하는 파클리탁셀-CDP-폴리(AAm-코-AN)의 중합체를 지정한다
PTX-A%-B-PEGMA-C: B kg/mol의 분자량을 갖고 중합체의 몰수에 비해 A%의 아크릴로니트릴 및 C%의 PEGMA를 포함하는 파클리탁셀-CDP-폴리(AAm-코-AN)의 중합체를 지정한다
PTX: 파클리탁셀 - CAS No. 33069-62-4를 지정한다
Brine: 소듐 클로라이드의 포화된 수용액을 지정한다
TBAF: 테트라-n-부틸암모늄 플루오라이드 - CAS No. 429-41-4를 지정한다
TBDMS: tert-부틸디메틸실릴 라디칼을 지정한다
TBDMSCl: tert-부틸디메틸실릴 클로라이드 - CAS No. 18162-48-6을 지정한다
THF: 테트라하이드로푸란 - CAS No. 109-99-9를 지정한다
재료 및 방법
장비
Acros에 의해 공급받은 유리 라디칼 개시제 AIBN을 제외하고 모든 시약은 Sigma Aldrich로부터 공급받았다. 아크릴아미드(AAm) 및 AIBN을 각각 클로로포름 및 앱솔루트 에탄올(absolute ethanol)로부터 재결정화시켰다. 아크릴로니트릴 (AN)을 염기성 알루미나 컬럼 상에서 정제하여, 하이드로퀴논의 모노메틸 에테르를 제거하였다. 다른 화학 시약에 대해, 이들을 받은 대로 사용하였다.
방법
NMR
양성자 핵 자기 공명(NMR) 분광법: 저분자의 1H NMR 분석을 CDCl3에서 Brucker Avance 300 내지 300 MHz 분광계를 사용하여 수행하였다. 중합체 샘플의 모든 1H NMR 분석을 400 MHz 및 70℃의 온도에서 d 6-DMSO에서 Bruker Avance 3 HD 400 분광계를 사용하여 수행하였다.
UCST 전이 측정
UV-가시광 분광법 : 4.5 mg/ml의 고정된 농도에서 중합체의 수용액의 투과율 측정에 대해, 흡수 스펙트럼을 Perkin-Elmer Lambda 25 UV-가시광 분광광도계 상에서 Peltier 효과 시스템 덕분에 0.5℃/분의 속도에서 20℃로부터 60℃까지 경사(ramp) 온도 상승 및 하락시킴으로써 기록하였다.
점도/주사기성 측정
점도를 주사기성 연구를 사용하여 농도의 함수로서 측정한다. 중합체 용액의 주사기성을, 30 kg 힘 센서와 함께 텍스처 분석기(TA.XT Plus Texture Analyzer, Stable Micro Systems)와 커플링된 맞춤-제작 장비를 사용하여 추정하였다(Burckbuchler et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356). 400 μl의 각각의 용액을 배출시킨 다음, 1 ml 주사기(MeritMedical, Medaillon® Syringe) 및 26G x ½'' 바늘(Terumo Neolus, 0.45x12 mm)을 통해 1 mm/s의 속도로 주사한다. 주사 힘을 25 측정/초의 속도로 측정한다. 각각의 샘플을 1열에서 3회 주사한다. 이 방법에 의해, 본 발명자들은, 주사에 필요한 힘이 30 N을 초과한다면 용액을 주사하기 어렵다고 여긴다.
실시예 1: 파클리탁셀(PTX)을 조절제 4-시아노-4-[(도데실설파닐티오카르보닐)설파닐]펜타노익(CDP)에 커플링
하기 실시예는 CDP 조절제의 화학적 변형을 제시하여, 이는 에스테르 결합에 의해 PTX 분자에 연결되며; 하기 예시는 합성된 생성물의 화학 구조에 상응한다:
Figure pct00002
770 mg (1.80 mmol)의 CDP, 231 mg (1.90 mmol)의 DMAI, 및 362 mg (1.90 mmol)의 EDC.HCl을 자기 막대가 갖추어진 플라스크에서 5 ml의 무수 DCM과 함께 용해시키고, 자기 교반기를 사용하여 실온에서 아르곤 하에 혼합한다. 15분 후, 2 ml의 무수 DCM 중 557 mg (0.66 mmol)의 PTX의 용액을 적가한다. 반응 혼합물을 30℃로 되게 한다. 12시간의 교반 후, 1 ml의 무수 DCM 중 160 mg (0.83 mmol)의 EDC.HCl 및 120 mg (1.00 mmol)의 DMAI의 용액을 30℃에서 또 다른 12시간 동안 교반시킨다. 유기상을 수성 NaHCO3 용액으로 세척하고 Na2SO4에 걸쳐 건조한 후, 용매를 증발시킨다. 생성물을 실리카 겔 상에서 DCM/EtOAc 구배 (16% -> 50%)로 크로마토그래피에 의해 정제한다. 점성의 황색 분말을 65%의 수율로 단리한다. 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.17 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.72 - 7.31 (m, 15H), 6.93 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.54 - 6.15 (m, 2H), 6.01 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.51 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 5.00 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.47 (s, 1H), 4.28 (dd, J = 34.7, 8.5 Hz, 2H), 3.84 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 3.34 (t, J = 9.4 Hz, 1H), 2.51 (d, J = 13.8 Hz, 6H), 2.25 (s, 3H), 1.96 (s, 2H), 1.83 (d, J = 3.1 Hz, 3H), 1.78 - 1.60 (m, 10H), 1.38 - 1.13 (m, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 216.76, 203.76, 171.19, 170.69, 169.81, 167.88, 167.03, 142.63, 136.75, 133.68, 133.47, 132.88, 132.04, 130.23, 129.18, 128.74, 128.60, 127.15, 126.51, 118.97, 84.45, 81.08, 79.14, 76.43, 75.59, 75.11, 74.65, 72.13, 72.00, 58.53, 52.79, 46.26, 45.60, 43.18, 37.13, 35.54, 33.61, 31.90, 29.61, 29.53, 29.42, 29.33, 29.07, 28.94, 27.66, 26.82 , 24.81, 24.75, 22.74, 22.68, 22.10, 20.82, 14.83, 14.12, 9.61.
이 화학종은 하기 실시예에서 PTX-CDP라고 하는 CDP 조절제에 공유 커플링된 파클리탁셀에 상응한다.
실시예 2: 개시제 활성 성분 방법에 의해 조절제로서 PTX-CDP와 함께 아크릴아미드의 중합
이 실시예는 PTX-CDP의 존재 하에 아크릴아미드의 RAFT 유형 중합에 의한 파클리탁셀-폴리아크릴아미드 중합체성 전구약물의 생성을 제시하며, 하기 예시는 합성된 생성물의 화학 구조에 상응한다:
Figure pct00003
0.8 mg (0.005 mmol)의 AIBN, 30 mg (0.024 mmol)의 PTX-CDP, 454 mg (6.39 mmol)의 AAm 및 1.76 g (1.6 ml)의 DMSO를 자기 막대로 7 ml 직선형 병에 도입한다. 플라스크를 격막(septum)으로 밀봉하고, 반응 혼합물을 아르곤으로 15분 동안 버블링한다. 반응 혼합물을 70℃까지 이전에 가열된 오일 배쓰 내로 도입하고, 반응을 24시간 동안 교반과 함께 진행시킨다. 그 후에, 중합체를 과량의 콜드 메탄올에서 2회 침전시킨 후, DMSO에 용해시키고 물에서 3.5 kD Spectra/Por 3 투석 로드(rod)를 사용하여 3일 동안 투석시킨다. 그 후에, 용액을 24시간 동안 동결건조시켜, 황색 고체를 수득한다. Mn 21.600, Mw/Mn 1.12.
실시예 3: 활성 성분 방법을 개시함으로써 합성된 중합체성 파클리탁셀 전구약물의 용해도 및 점도의 비교
다양한 중합체성 파클리탁셀 전구약물을 제조하고, 이들의 용해도 및 점도를 비교하였다.
파클리탁셀 중합체성 전구약물의 합성
다양한 파클리탁셀 전구약물의 제조는 아크릴아미드 대신에 사용되는 단량체를 변화시킴으로써 실시예 2와 동일한 방법을 따른다: N,N-디메틸아크릴아미드 (DMAAm), 또는 올리고(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트 (OEGMA), 즉, 글리세롤 모노메타크릴레이트 (GMA). 이들 3개의 단량체는 이들의 수(water) 용해도로 알려져 있다. 선형 파클리탁셀-폴리(에틸렌 글리콜) 전구약물에 대해, 합성은 Ceruti 등(Journal of Controlled Release, 63, 2000, 141-153)에 의해 이미 기재된 단순 에스테르 커플링으로 구성되었다.
Figure pct00004
수득된 중합체는 하기 특징을 가진다: PTX-PAAm Mn 21.600, Mw/Mn 1.12 (실시예 2); PTX-PDMAAm Mn 20,200, Mw/Mn 1.02; PTX-POEGMA Mn 24,500; PTX-PGMA Mn 20,500, Mw/Mn 1.11; PTX-PEG Mn 21,000, Mw/Mn 1.05.
중합체성 전구약물의 용해도 비교
용해도를 200 mg/ml 농도의 중합체성 전구약물에서 평가하여, 가용성 중합체성 전구약물을 현탁액 중 중합체성 전구약물로부터 구별하고, 1 또는 2회의 원심분리(16,873 g, 30 min)를 수행한다. 용해도를 에펜도르프 베이스의 수준에서 가시적인 응집물의 부재에 의해 평가한다.
놀랍게도, 모든 중합체 용액은, 용액이 투명한 채로 남아 있는 PTX-PAAm을 제외하고는 침착물을 가진다. 따라서, PAAm은 200 mg/ml에서 파클리탁셀의 완전한 용해를 가능하게 한다. 따라서, 다른 전구약물은 PTX-PAAm보다 더 낮은 용해도를 가진다.
주사기성에 의한 상이한 중합체성 전구약물의 점도 연구
점도는 중합체의 용해도의 반영이다. 중합체 사슬의 얽힘 현상은 상기 중합체성 전구약물이 매우 가용성인 경우 더 크며, 이는 증가된 점도를 야기한다. 점도는 주사기성 연구를 사용하여 농도의 함수로서 측정된다. 중합체 용액의 주사기성을, 30 kg 힘 센서와 함께 텍스처 분석기(TA.XT Plus Texture Analyzer, S표 Micro Systems)와 커플링된 맞춤-제작 장비를 사용하여 추정하였다(Burckbuchler et al., Eur. J. Pharm. Biopharm., 76, 2010, 351-356). 400 μl의 각각의 용액을 배출시킨 다음, 1 ml 주사기(MeritMedical, Medaillon® Syringe) 및 26G x ½'' 바늘(Terumo Neolus, 0.45x12 mm)을 통해 1 mm/s의 속도로 주사한다. 주사 힘을 25 측정/초의 속도로 측정한다. 각각의 샘플을 1열에서 3회 주사한다. 이 방법에 의해, 본 발명자들은, 주사에 필요한 힘이 30 N을 초과한다면 용액을 주사하기 어렵다고 여긴다. 그 결과를 도 4에 도시한다.
PTX-PAAm의 점도는 다른 중합체의 점도보다 더 높으며, 이는 중합체 사슬의 가장 강한 얽힘에 연관되고 따라서 가장 큰 점도와 연관된다. 놀랍게도, PAAm은 매우 소수성인 PA, 예컨대 PTX를 용해시키는 가장 강한 능력을 갖는 중합체이다.
실시예 4: 전구약물의 종결부의 성질의 함수로서 파클리탁셀의 폴리아크릴아미드 전구약물의 점도의 비교
이 실시예에서, 3 가지 PTX-PAAm 전구약물의점도를 전구약물의 종결부의 성질의 함수로 비교하였다. 이를 수행하기 위해, 3 가지 조절제를 상이한 RAFT 작용제로부터 실시예 1에서 주어진 것과 동일한 합성 경로에 의해 합성하였다: C12 알킬 사슬에 의해 종결되는 조절제(실시예 1, RAFT-C12로 지정됨), C4 알킬 사슬을 갖는 조절제(2-(부틸티오카르보노티오닐티오)프로판산, RAFT-C4로 지정됨) 및 C2 알킬 사슬에 의해 종결되는 마지막 조절제(4-시아노-4-(에틸카르보노티오닐티오)펜탄산, RAFT-C2로 지정됨). 그 후에, 이들을 사용하여 실시예 2에 기재된 바와 같은 아크릴아미드를 중합하여 전구약물 PTX-PAAm-C12 (실시예 2), PTX-PAAm-C4, 및 PTX-PAAm-C2를 각각 수득하였다. 하기 예시는 이들 상이한 합성을 요약한다:
Figure pct00005
수득된 중합체는 하기 특징을 가진다: PTX-PAAm-C12 Mn 21,600, Mw/Mn 1.12 (실시예 1); PTX-PAAm-C4 Mn 26.400, Mw/Mn 1.04; PTX-PAAm-C2 Mn 24,100, Mw/Mn 1.09.
다양한 전구약물의 점도를 실시예 3에 기재된 동일한 방법에 의해 측정하였으며; 그 결과를 도 5에 그룹화한다.
놀랍게도, 감소하는 점도는 전구약물의 종결부의 성질에 따라 관찰되었다: PTX-PAAm-C12 > PTX PAAm-C4 > PTX PAAm-C2.
실시예 5: 펩타이드(RGD)에 의해 개시되는 중합
새로운 RAFT 작용제 RGD-CDP의 합성으로서, 이의 화학 구조는 하기 예시에 주어져 있다:
Figure pct00006
사이클로-RGD (50.00 mg, 0.083 mmol)를 무수 DMF (3 ml)에 용해시킨 다음, DIPEA를 첨가하고, 용액을 교반한다. 별개의 바이얼에서, NHS-활성화된 CDP (41.00 mg, 0.083 mmol)를 무수 DMF (2 ml)에 용해시키고, 용액을 RGD 용액에 적가한다. 생성된 용액을 아르곤 하에 실온에서 24시간 동안 교반시킨다. 24시간 후, RGD (25.00 mg, 0.042 mmol)를 첨가하고, 용액을 밤새 교반시킨다. 그 후에, DMF를 제거하여, 황색 고체를 수득하고, 이 고체를 DCM에서 트리튜레이션하고 건조한다. RGD-CDP를 황색 고체 형태(80.5 mg)로 98%의 수율로 수득한다. 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 8.40 (s, 1H), 8.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 8.00 (d, J = 5.1 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 7.1 Hz , 1H), 7.60 (s, 1H), 7.21 (m, 6H), 4.60 (m, 1H), 4.46 (m, 1H), 4.19 (m, 1H), 4.06 (m, 1H), 3.97 (s, 1H), 3.09 (m, 3H), 2.95 (s, 3H), 2.60 (s, 2H), 2.35 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.86 (s, 3H), 1.25 (s, 18H), 0.85 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 171.65, 171.13, 170.57, 157.10, 137.23, 129.54, 128.57, 126.73, 49.34, 47.55, 36.88, 35.58, 34.34, 29.34, 28.95, 28.59, 27.72, 25.67, 24.36, 22.54, 14.39; IR ν = 3270, 2924, 2854, 1635, 1546, 1439, 1379, 1200, 1182, 1075, 1130, 799, 720, 698, 606, 517 cm-1.
중합체의 합성
Figure pct00007
그 후에, 아크릴아미드의 중합을 실시예 2에 기재된 절차에 따라 이러한 새로운 RAFT 작용제의 존재 하에 수행한다. 정제의 종료 시, 백색 고체를 수득한다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.30 (s, 2H), 8.09 (t, J = 7.4 Hz, 2H), 7.76 (s, 2H), 7.58 (d, J = 9.0 Hz, 2H), 7.20 (m, 6H), 6.73 (m, 330H), 3.36 (m, 2H), 3.23 (s, 1H), 2.68 (m, 1H), 2.33 (m, 3H), 2.13 (s, 170H), 1.56 (s, 345H), 1.27 (s, 18H), 0.87 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 176.97; ); IR ν = 3335, 3194, 2933, 1652, 1610, 1451, 1415, 1347, 1321, 1191, 1124, 491 cm-1.
실시예 6: 로다민 형광 중합체의 합성
사용된 로다민(Rho) 피페라진을 Nguyen 등(Organic Letters, 2003, 5, 3245-3248)에 의해 이미 기재된 합성 경로에 따라 합성하였다. 이를 RAFT CDP 작용제에 커플링하여 Rho-CDP를 수득하고, 이의 구조는 하기 예시에 주어진다:
Figure pct00008
로다민 피페라진 (200.00 mg, 0.39 mmol)을 건조 DCM (12 ml)에 용해시켰다. 아르곤 분위기 하에, HATU (223.00 mg, 0.59 mmol), DIPEA (0.20 ml, 1.20 mmol) 및 CDP (158.00 mg, 0.39 mmol)를 첨가하고, 용액을 실온에서 밤새 교반시켰다. 용매를 진공 내에서 제거하고, 조(crude) 혼합물을 컬럼 크로마토그래피(DCM 2% MeOH/DCM 이하)에 의해 정제하여 분홍색 분말(170 mg)을 49%의 수율로 제공하였다. Rf = 0.75 (DCM/MeOH 5%); 1H NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 7.76 (m, 4H), 7.54 (s, 2H), 7.13 (dd, J = 18.4, 10.1 Hz, 4H), 6.95 (s, 3H), 3.66 (d, J = 6.7 Hz, 9H), 3.40 (t, J = 29.9 Hz, 18H), 2.09 (s, 2H), 1.85 (s, 2H), 1.63 (s, 2H), 1.23 (m, 21H), 0.84 (t, J = 6.1 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 157.71, 155.70, 148.72, 132.35 (CH2), 130.04 (CH2), 127.23 (CH2), 114.38, 110.01, 96.09 (CH2), 46.07, 41.45, 36.83, 32.14, 29.17, 27.69 , 22.49, 13.78, 12.84 (CH2); IR
Figure pct00009
= 2922, 1634, 1585, 1465, 1411, 1335, 1272, 1245, 1178, 1132, 1072, 1006, 835, 682, 556 cm-1; HR-MS (ESI+): C51H70N5O3S3에 대해 계산된 m/z + [M+H] + 896.4635 확인치 896.4641.
중합체의 합성
Figure pct00010
그 후에, 아크릴아미드의 중합을 실시예 2에 기재된 절차에 따라 이러한 새로운 RAFT 작용제의 존재 하에 수행한다. 정제의 종료 시, 분홍색 고체를 수득한다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 7.77 - 7.72 (m, 2H), 7.70 - 7.65 (m, 1H), 7.52 - 7.48 (m, J = 8.6 Hz, 2H), 7.23 - 6.40 (m, 501H ), 3.66 (dd, J = 14.3, 7.2 Hz, 5H), 3.32 (m, 6H), 2.66 (m, 2H), 2.33 - 2.29 (m, 5H), 2.15 (s, 227H), 1.54 (m, 484H), 1.25 (s, 18H), 1.23 (s, 5H), 1.21 (s, 3H), 1.17 (s, 1H), 1.15 (s, 1H), 0.86 (t, J = 6.8 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 177.35; IR ν = 3344, 3193, 1652, 1415, 1146, 1330, 556 cm-1.
실시예 7: 시아닌 5.5 형광 중합체의 합성
우선, 폴리아크릴아미드를 실시예 2에 주어진 프로토콜에 따라 N-하이드록시숙신이미드에 의해 활성화된 RAFT CDP 작용제로 합성한다. 중합체의 구조는 하기 예시에서 주어진다:
Figure pct00011
그 후에, 이 중합체를 DMSO (0.7 ml)에 용해시킨다. 별개의 병에서, 시아닌 (0.005 mmol) 및 TEA (1.4 μL, 0.01 mmol)를 DMSO (0.3 ml)에 용해시키고, 중합체 용액에 적가한다. 혼합물을 실온에서 아르곤 하에 밤새 교반한다. 콜드 메탄올을 첨가한 후 침전물을 형성하고, 상기 침전물을 여과하고 DMSO에 재용해시키고, 용액을 Milli-Q 수에서 24시간 동안 투석시킨다. 용액을 동결건조하여 청색 고체를 제공한다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 6.77 (s, 458 H), 2.12 (s, 232H), 1.69 (s, 112H), 1.47 (s, 329H), 1.26 (s, 18H), 0.87 (t, J = 6.3 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 177.36; IR ν = 3337, 3190, 1651, 1607, 1451, 1412, 1317, 1120 cm-1.
Figure pct00012
실시예 8: 활성 성분과 중합체 사이에서 상이한 결합을 갖는 폴리아크릴아미드 전구약물의 합성
폴리아크릴아미드와 활성 성분, 본원에서 파클리탁셀 사이의 화학 결합을 변화시키기 위해, 본 발명자들은 상이한 결합을 갖는 3 가지의 새로운 RAFT 작용제를 합성하였다: PTX-디글리-CDP에 대해 디글리콜레이트 결합, PTX-카르바메이트-CDP에 대해 카르바메이트, 및 PTX-카르보네이트-CDP에 대해 카르보네이트.
PTX-디글리-CDP 합성
이러한 합성을 2 단계에서 수행한다; 제1 단계는 염기(트리에틸아민)의 존재 하에 CDP를 글리콜 무수물과 반응하는 단계로 구성된다. 반응을 실온에서 24시간 동안 수행하고 정량적으로 CDP-글리콜산 1을 형성한다. 커플링제로서 EDC 및 염기로서 DMAI의 존재 하에 30℃에서 24시간 동안 후자와 파클리탁셀 사이의 커플링은 PTX-디글리-CDP 2의 생성물을 50% 수율로 제공한다(NB: 무수물 글리콜리크 = 글리콜 무수물)
Figure pct00013
CDP 1 (800 mg, 1.40 mmol), DMAI (170 mg, 1.40 mmol), EDC.HCl (276 mg, 1.40 mmol)의 무수 DCM (6 ml)을 플라스크에 용해시킨다. 그 후에, 무수 DCM (2 ml) 중 파클리탁셀 (1.00 g, 1.17 mmol)을 플라스크에 첨가한다. 30℃에서 7의 반응 후, EDC.HCl (130 mg, 0.68 mmol) 및 DMAI (75.0 mg, 0.61 mmol)를 첨가하고, 혼합물을 30℃에서 밤새 교반한다. 유기상을 수성 NaHCO3 용액으로 세척하고 Na2SO4에 걸쳐 건조한다. 생성물을 실리카 겔 상에서 DCM/EtOAc 구배 (16% -> 50%)로 크로마토그래피에 의해 정제한다. 생성물을 황색 분말로서 50% 수율로 단리시킨다. 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.17 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.77 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.69 - 7.33 (m, 15H), 7.13 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 6.35 - 6.19 (m, 2H), 6.05 (dd, J = 9.1, 2.5 Hz, 1H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.61 (s, 1H), 4.98 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 4.57 - 4.39 (m, 1H), 4.40 - 4.03 (m, 10H), 3.84 (d, J = 6.9 Hz, 1H), 3.33 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 2.49 (s, 3H), 2.24 (s, 3H), 2.06 - 1.80 (m, 12H), 1.70 (s, 5H), 1.39 - 1.20 (m, 23H), 0.89 (t, J = 6.5 Hz, 3H) . 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 217.21, 203.75, 171.18, 169.84, 169.45, 168.98, 167.65, 167.14, 167.00, 142.54, 136.75, 133.64, 133.56, 132.91, 131.98, 130.24, 129.22, 129.13, 128.72, 128.64, 128.57 , 127.27, 126.59, 119.23, 109.97, 84.44, 81.07, 79.14, 76.44, 75.57, 75.13, 74.47, 72.09, 68.15, 68.02, 63.75, 58.51, 52.75, 46.68, 45.58, 43.20, 37.07, 35.54, 31.89, 29.60, 29.53, 29.40, 29.32, 29.06, 28.92, 27.67, 26.84, 24.86, 24.79, 24.19, 22.72, 22.67, 22.16, 20.82, 14.80, 14.11, 9.62.
PTX-카르바메이트-CDP 합성
이 합성 경로는 하기 예시에서 요약된 3 부분을 포함한다:
제1 부분은 CDP-NH2의 형성으로 구성된다. 후자는 문헌에서 결코 기재된 적이 없었다. 우선, CDP를 NHS 및 DCC의 존재 하에 활성화시켜, 생성물 4를 60% 수율로 제공한다. 다음 단계는 디아미노에탄 사슬을 CDP-NHS와 커플링시켜 펩타이드 결합을 형성한다. 이중 커플링을 피하기 위해, 디아미노에탄을 기 (BOC)에 의해 보호한다. 디아미노에탄-BOC를 무수 DCM 중 CDP-NHS의 용액에 0℃에서 첨가하여, 생성물 5를 91%의 수율로 제공하였다. 다음, 실온에서 트리플루오로아세트산의 존재 하에 생성물 5의 탈보호 단계는 CDP-NH2, 생성물 6을 제공하며; 정량적으로, 이 생성물을 임의의 정제 없이 다음 단계에 사용한다.
제2 부분은 파클리탁셀을 파라니트로페닐 클로포르메이트로 활성화시켜 PTX-PNPh를 제공한다. 이 반응을 -50℃에서 무수 디클로로메탄 중 파클리탁셀의 용액 상에서 피리딘의 존재 하에 4시간 동안 포르메이트의 연속 첨가에 의해 수행한다. 정제 후, PTX-PNPh, 생성물 7을 45% 수율로 수득한다.
제3 부분은 -20℃에서 무수 DMF에서 트리에틸아민의 존재 하에 활성화된 파클리탁셀 PTX-PNPh를 CDP-NH2와 커플링시켜 PTX-카르바메이트-CDP, 생성물 8을 51% 수율로 수득하는 단계로 구성된다.
Figure pct00014
무수 DMF (2 ml) 중 파클리탁셀 (16.00 mg, 0.028 mmol) 및 Et3N (10 μL) 의 용액을 함유하는 플라스크에 무수 DMF 중 CDP 및 Et3N의 용액에 -30℃에서 아르곤 하에 적가한다. 혼합물을 -20℃에서 2:30시간 동안 교반한다. 그 후에, 상기 혼합물을 포화된 비카르보네이트 용액으로 희석시키고 AcOEt로 추출한다. 유기상을 증발시키고, 조 잔여물을 실리카 겔(AcOEt: 사이클로헥산 1: 1) 상에서 크로마토그래피에 의해 정제한다. 생성물을 담황색 분말로서 51%의 수율로 수득한다.
1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.16 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.69 - 7.31 (m, 15H), 7.09 (dd, J = 16.4, 7.7 Hz, 1H), 6.28 (m, J = 18.3 Hz, 2H), 6.09 - 5.87 (m, 2H), 5.70 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.50 (d, J = 2.8 Hz, 1H) , 5.00 (d, J = 10.0 Hz, 2H), 4.27 (m, J = 25.6 Hz, 4H), 3.83 (s, 2H), 3.32 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 2.56 (s, 3H), 2.45 (s, 6H), 2.25 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.85 (s, 3H), 1.67 (d, J = 17.9 Hz, 10H), 1.26 (d, J = 9.8 Hz, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). HRMS (ESI) + C29H89N4O16S3에 대해 계산됨 1325.5436, 확인치 1325.5425.
PTX-카르보네이트-CDP의 합성
이 합성을 PTX-PNPh 및 알코올 작용기에 의해 종결된 RAFT CDP 작용제, CDP-OH를 사용하여 수행한다. 혼합물을 무수 DCM에서 염기(DMAI)의 존재 하에 실온에서 48시간 동안 교반하고, PTX-카르보네이트-CDP, 생성물 9를 65% 수율로 수득한다.
Figure pct00015
플라스크에서 활성화된 파클리탁셀 PTX-PNPh (60.00 mg, 0.058 mmol), CDP-OH (23.00 mg, 0.058 mmol), 및 DMAP (8.30 mg, 0.068 mmol) 및 무수 DCM (4 ml)을 혼합한다. 혼합물을 실온에서 48시간 동안 교반하고, 광으로부터 보호한다. 그 후에, 상기 혼합물을 DCM으로 희석시키고 포화된 소듐 비카르보네이트로 세척한다. 유기상을 Na2SO4에 걸쳐 건조하고 증발시킨다. 생성물을 실리카 겔(사이클로/AcOEt 20 -> 50%) 상에서 크로마토그래피에 의해 정제하고, 담황색 분말로서 65% 수율로 수득한다. 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 8.17 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.78 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.72 - 7.30 (m, 15H), 6.95 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 6.32 (s, 2H), 6.02 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 5.71 (d, J = 7.1 Hz, 1H), 5.44 (s, 1H), 5.00 (d, J = 8.7 Hz , 1H), 4.45 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 4.35 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.23 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 3.84 (d, J = 7.5 Hz, 1H ), 3.34 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 2.49 (s, 3H), 2.25 (s, 3H), 2.01 - 1.85 (m, 10H), 1.71 (s, 8H), 1.39 - 1.13 (m, 20H), 0.90 (t, J = 6.5 Hz, 3H). 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 203.78, 203.62, 171.25, 169.85, 167.83, 142.61, 136.66, 133.69, 132.87, 132.07, 130.23, 129.17, 128.74, 128.59, 127.16, 126.57, 84.45, 81.10, 79.18, 76.46, 75.59, 75.10, 72.13, 67.82, 58.53, 57.70, 52.74, 47.65, 47.23, 46.65, 45.57, 43.21, 37.07, 35.55, 35.39, 31.91, 29.62, 29.54, 29.42, 29.34, 29.08, 28.94, 27.68, 26.85, 24.92, 24.19 , 22.74, 22.69, 22.17, 20.84, 14.84, 14.13, 9.61.
상이한 화학 결합을 갖는 파클리탁셀-폴리아크릴아미드 전구약물의 합성
상이한 화학 결합을 갖는 파클리탁셀의 폴리아크릴아미드 전구약물을 실시예 2에 기재된 절차에 따라 그리고 합성된 RAFT 작용제를 사용하여 합성하였다: PTX-디글리-CDP, PTX-카르바메이트-CDP 및 PTX-카르보네이트-CDP. 하기 중합체를 수득한다: PTX-디글리-PAAm Mn 27.300, Mw/Mn 1.10; PTX-카르바메이트-PAAm Mn 27.100, Mw/Mn 1.17; PTX-카르보네이트-PAAm Mn 27,800, Mw/Mn 1.09.
PBS 및 뮤린 혈장 내에서 파클리탁셀의 방출 동역학
파클리탁셀 방출 실험을 PBS (Tween 80, 1%) 및 뮤린 혈장에서 수행하였다. PTX, PTX-에스테르-PAAm (실시예 2), PTX-디글리-PAAm 및 PTX-카르보네이트-PAAm을 37℃에서 동일한 농도(1 μg/ml eq. PTX)에서 PBS 및 뮤린 혈장에서 인큐베이션하였다. 0, 2h, 4h, 6h, 24h 및 48h에서, 200 μL의 샘플을 정량화를 위해 취한다.
샘플 제조: 200 μl 분취물을 600 μl의 아세토니트릴 및 20 μl의 중수소화된 파클리탁셀 (PTX-d5)과 1 μg/ml (내부 표준)에서 혼합한다. 샘플을 15분 동안 흔들고, 10분 동안 원심분리한 후 분석한다.
LC 조건: 컬럼: 컬럼 C18 (HILIC) (Nucleodur, EC 125/2, 100-5-C18, Macherey-Nagel, Hoerdt, France). 이동상: 0.1% 포름산과 함께 아세토니트릴/물 (50/50); 기간: 8 min.
ESI-MS/MS 조건: 전기분무 이온화 계면 (ESI) (Quattro Ultima, Waters, Guyancourt, France)이 있는 트리플 쿼드러플 질량 분광계 (TQD) 상에서 분석을 수행한다. 순수한 분석물을 시스템 내로 직접 주입함으로써 전기분무 및 질량 매개변수를 최적화시켰다. ESI 매개변수: 모세관 전압 3.5kV, 원뿔 전압 35V, 소스 온도 120℃ 탈용매화 온도 350℃, 질소 유속 506 l/h. 질량 매개변수: 전이를 하기와 같이 모니터링한다: PTX 854/286; PTX-d5 859/291. 보정: 보정 곡선은 5 내지 1000 ng/ml의 범위에서 선형이었다(PBS 중 y = 0.0047x + 0.0838 R² = 0.9936 및 뮤린 혈장 중 y = 0.0052x at 0.0131 R² = 0.9949). 방출 프로파일을 도 6 및 도 7에 예시한다.
카르보네이트 또는 에스테르 연결을 갖는 중합체성 전구약물은 디글리콜레이트 연결보다 PBS에서 더 양호한 안정성을 나타낸다. 동일한 경향은 뮤린 혈장에서 관찰되지만 에스테르 및 카르보네이트 결합은 더 많은 활성 분자(본원에서 PTX)를 정량적으로 방출시킨다.
실시예 9: 텔레켈릭 중합체
경로 1: 티올-말레이미드 커플링에 의한 생물공액.
합성을 상이한 단계로 나눈다: 우선, 펩타이드를 말레이미드 작용기를 갖는 링커에 커플링시킨 다음, 중합체 사슬의 말단부에서 트리티오카르보네이트 작용기를 변형시켜 티올을 제공한 다음, 2개의 요소를 티오에테르 결합에 의해 커플링시킨다.
SMCC/펩타이드 커플링
제1 단계는 펩타이드 커플링에 의해 표적화 리간드를 링커에 커플링시키는 단계로 구성된다. 사이클로 시퀀스(-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys)의 환식 RGD는 링커와의 펩타이드 커플링에 사용될 수 있는 라이신 잔기로부터 기원하는 유리 아민을 가진다.
사이클로-RGD 5 (50.00 mg, 0.083 mmol)의 트리플루오로아세트산 염을 건조 DCM (3 ml)에 용해시켰다. 고체가 용해될 때까지 DMF를 적가하였다. DIPEA (0.023 ml, 0.12 mmol)를 첨가하고, 용액을 교반하였다. 별개의 병에서, SMCC (27.70 mg, 0.083 mmol)를 건조 DCM (2 ml)에 용해시키고 용액을 RGD 용액에 적가하였다. 생성된 용액을 실온에서 24시간 동안 교반하였다. 조 혼합물을 분취 HPLC (15분 이내에 H2O/ACN 10 -> 50%)에 의해 정제하고, 동결건조하여, 백색 분말(69.2 mg)을 51% 수율로 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.39 (m, 아미드 양성자), 8.31 (s, 아미드 양성자), 8.29 - 8.13 (m, 아미드 양성자), 7.77 (d, J = 8.6 Hz, Ha), 7.71 (t, J = 5.4 Hz, H 아르기닌), 7.23 (m, Hl), 7.15 (dd, J = 10.2, 4.3 Hz, Hk), 6.99 (m, Hw), 4.59 (dd, J = 8.5 Hz, Hi), 4.44 (s, Hg), 4.26 (s, He 및 Hm), 4.13 (m, Hf), 3.23 (d, J = 7.0 Hz, Hv), 3.08 (m, Hq), 2.95 (m, Hb) , 2.63 (m, Hj), 2.19 (dd, J = 16.3, 4.8 Hz, Hr), 2.00 (m, Hu), 1.68 (m, Hd 또는 Hn), 1.61 (m, Hd 또는 Hn), 1.55 - 1.39 (m, Ho/Hp/Hc), 1.38 - 1.19 (m, Ho/Hp/Hc), 1.19 - 1.04 (m, Ho/Hp/Hc); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ 174.87, 173.71, 172.16, 171.25, 170.65, 167.78, 156.93, 138.27, 134.34, 128.94, 127.99, 126.00, 54.83, 53.30, 50.96, 48.68, 43.78, 43.07, 37.83, 36.68 , 36.13, 31.81, 31.49, 29.44, 28.57, 27.33, 24.61, 22.94.
Figure pct00016
예시 4: RGD-SMCC 공액체의 합성
반응 조 물질의 LC-MS 분석은 요망되는 RGD/SMCC 컨쥬게이트의 형성을 강조할 수 있었다.
아미노분해에 의한 트리티오카르보네이트 작용기의 변형
티올-말레이미드 커플링을 달성하기 위해, 제2 단계는 중합체 사슬의 말단부에서 RAFT 작용제를 변형시켜 티올을 제공하는 단계로 구성된다. CDP의 트리티오카르보네이트 작용기를 아미노분해에 의해 아민으로 절단함으로써 이 반응을 수행한다.
Figure pct00017
PTX-PAAm-CDP를 DMSO에 용해시키고, 용액을 아르곤으로 10분 동안 탈기시켰다. 프로필아민 및 n-트리부틸포스핀을 용액에 첨가하고, 실온에서 48시간 동안 아르곤 분위기 하에 교반하였다. 콜드 디에틸 에테르에서 침전 후 PAAm-SH를 분말 형태로 수득하였다. 분말을 DMSO에 재현탁시키고 Milli-Q 수에서 3일 동안 투석시켰다. 용액을 동결건조하여 백색 고체, PTX-PAAm-SH를 제공하였다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.97 (s, 1H), 8.00 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.84 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.70-7.46 (m, 13H), 7.28 - 6.43 (m, 615H), 6.31 (s, 2H), 5.90 (m, 2H), 5.66 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.41 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 4.92 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 4.65 (d, J = 6.4 Hz, 1H), 4.46 (s, 1H), 4.08 - 4.00 (m, 3H), 2.67 (dd, J = 3.8, 1.9 Hz, 4H), 2.32 (dd, J = 3.7, 1.8 Hz, 6H), 2.13 (s, 290H), 1.66 (s, 141H), 1.63 (s, 325H), 1.25 (s, 12H) , 0.85 (t, J = 7.0 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 177.48; IR ν = 3346, 3196, 2942, 1655, 1615, 1451, 1415, 1347, 1322, 1123, 519 cm-1.
티오에테르 결합에 의한 생물공액체의 합성의 하기 단계는 말레이미드 링커의 티올과 이전에 수득된 중합체의 유리 티올 사이의 커플링을 포함한다.
Figure pct00018
티오에테르 결합에 의해 수득된 PTX-PAAm-RGD 생물공액체
2. 경로 2: 펩타이드 커플링에 의한 생물공액
PTX-PAAm-RGD 생물공액체에 대한 제2 합성 경로는, 티오에테르 결합보다 더 안정한 펩타이드 결합에 의해 펩타이드를 중합체에 커플링될 수 있게 하는 대안적인 전략을 나타낸다. 이 합성은 예를 들어 하기 합성에 따라 우선, 트리티오카르보네이트기를 라디칼 경로에 의해 변형시켜, 카르복실산에 의해 종결화된 사슬을 제공하는 단계, 그 후에 표적화 리간드를 펩타이드 커플링에 의해 커플링시키는 단계로 구성된다:
Figure pct00019
PTX-PAAm-CDP (300 mg, 0.015 mmol), ACPA (84 mg, 0.30 mmol) 및 DMSO를 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 용액을 아르곤으로 10분 동안 탈기시킨 다음, 80℃까지 48시간 동안 가열하였다. 용액을 냉각시키고, 중합체를 콜드 디에틸 에테르에 적가함으로써 침전시켜, 분말을 수득하였다. 분말을 DMSO에 재현탁시키고, Milli-Q 수에서 3시간 동안 투석시켰다. 용액을 동결건조시켜, 백색 고체, PTX-PAAm-COOH를 50% 수율로 수득하였다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.97 (m, 1H), 8.00 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.70 (t, J = 7.3 Hz, 2H), 7.62 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 7.57 - 7.40 (m, 8H), 7.40 - 6.35 (m, 756H), 5.90 (m, 2H), 5.67 (m, 2H), 5.46 ( d, J = 6.8 Hz, 1H), 5.42 (m, 1H), 4.92 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.64 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 4.47 (s, 1H), 3.64 ( d, J = 6.6 Hz, 2H), 2.21 (s, 360H), 1.69 (s, 186H), 1.48 (d, J = 42.9 Hz, 564H), 1.25 (s, 9H), 0.87 (t,, J = 6.0 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 177.32; IR ν = 3346, 3196, 2937, 1652, 1613, 1451, 1417, 1353, 1322, 1124, 519 cm-1.
그 후에, PTX-PAAm-COOH (80.00 mg, 0.004 mmol)를 물 (8 ml)에 용해시킨다. 다음, NHS (0.5000 mg, 0.0048 mmol) 및 EDC.HCl (1.500 mg, 0.008 mmol)을 첨가한다. 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반한다. 다음, 사이클로-RGD 트리플루오로아세테이트 (2.4 mg, 0.004 mmol) 및 DIPEA (1.4 μL, 0.008 mmol)를 첨가하고, 혼합물을 24시간 동안 다시 교반한다. Milli-Q 수에서 4일 동안 투석하고 동결건조한 후 PTX-PAAm-RGD를 백색 분말로서 수득한다(수율 82%). 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.96 (m, 1H), 8.00 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 7.71 (t, J = 7.2 Hz , 2H), 7.62 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 7.48 (m, 11H), 6.76 (m, 720H), 5.90 (m, 2H), 5.68 (m, 2H), 5.46 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 5.40 (m, 1H), 4.92 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 4.64 (d, J = 6.6 Hz, 1H), 4.46 (s, 1H), 3.64 (d, J = 7.1 Hz, 2H), 2.29 - 1.95 (m, 333H), 1.55 (t, J = 53.7 Hz, 713H), 1.25 (s, 8H), 0.87 (t, J = 6.9 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 177.31; IR ν = 3345, 3195, 2933, 1652, 1614, 1452, 1416, 1351, 1321, 1123, 491 cm-1.
Figure pct00020
PTX-PAAm-Rho 중합체의 합성
이 중합체의 합성을 이전에 기재된 티올-말레이미드 커플링 방법에 의해 수행하였다. 우선, 로다민 및 시아닌을 말레이미드 링커에 커플링시킨 다음, 커플링을 아미노분해 후 수득된 PTX-PAAm 중합체의 티올과 말레이미드 작용기 사이에서 수행하였다.
PTX-PAAm-SH (30.00 mg, 0.0015 mmol)를 플라스크에서 DMSO (1.5 ml)에 용해시킨다. 별개의 병에서, 로다민-말레이미드 (2.03 mg, 0.003mmol) 및 TEA (1 μl, 0.003 mmol)를 DMSO (1.5 ml)에 용해시킨다. 이 용액을 중합체 용액에 적가시킨다. 혼합물을 아르곤 하에 실온에서 36시간 동안 교반한 다음, 물에서 3일 동안 투석시킨다. PTX-PAAm-로다민을 분홍색 분말로서 73% 수율로 수득한다; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.97 (s, 1H), 8.01 (d, J = 7.0 Hz, 2H), 7.85 (d, J = 7.3 Hz, 2H), 7.70 (d, J = 7.4 Hz , 2H), 7.66 - 7.60 (m, 2H), 7.48 (m, 9H), 7.36 - 6.28 (m, 524H), 5.92 (m 2H), 5.47 (d, J = 4.9 Hz, 1H), 5.42 (m , 1H), 4.93 (d, J = 9.0 Hz, 1H), 4.64 (m, 2H), 4.46 (s, 1H), 4.16 (s, 2H), 3.64 (d, J = 7.2 Hz, 2H), 2.20 (s, 281H), 1.70 (s, 123H), 1.48 (d, J = 43.7 Hz, 376H), 1.26 (s, 11H), 0.86 (t, J = 7.0 Hz, 3H); 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ 177.31; IR ν = 3337, 3190, 2929, 1651, 1451, 1411, 1318, 1121 cm-1.
Figure pct00021
실시예 10: SC 독성의 감소
생체내 시험은, 클리닉에서 현재 사용되는 파클리탁셀 제제(Taxol®)와는 달리, 본 발명에 따른 조성물은 주사 후 SC 조직에서 독성을 유발하지 않음을 보여주었다. 1일에 1회 4일 동안 30 mg/kg (파클리탁셀 당량)에서 택솔의 SC 투여 및 중합체-파클리탁셀의 SC 투여로 수득된 결과는 택솔이 주사된 부위에서 독성을 나타내지만 중합체-파클리탁셀이 주사된 부위에서는 그렇지 않는다(도 12).
동일한 연구를 시아닌 5.5와 커플링된 본 발명에 따른 중합체로 수행하였다. 유리 시아닌 5.5는 SC 조직에 매우 괴사성인 한편, 시아닌 5.5-PAAm은 임의의 SC 독성을 유발하지 않는다(0.8 mg/kg (시아닌 당량)에서 1회 시아닌 5.5 (고) 및 시아닌 5.5-중합체 (저)의 SC 투여).
본 발명자들은 이들이 알기로 우선, 중합체성 전구약물 접근법이 SC 주사 후 AI의 자극성/괴사성 효과를 피할 수 있게 함을 나타낸다.
실시예 11: 독성 연구
독성을 마우스에서 연구하였다. 증가하는 양의 PTX (택솔의 상업적인 제제), PAAm (PA 없음), PTX-에스테르-PAAm (실시예 2) 및 PTX-디글리-PAAm (실시예 8)을 DO 상에 주사하였다. 마우스의 체중은 하기와 같다; -10%의 체중 손실은 중증 독성의 징후이다. 시험되는 다양한 제제에서 어떠한 독성도 관찰되지 않았다. 그 결과를 도 9에 도시한다.
실시예 12: 약물동력학 및 생물분포 연구(방사성표지된 PTX)
7주령의 암컷 BALB/c OlaHsd 마우스(~ 22 g; Envigo, France)를 사용하였다. 방사성표지된 Taxol® 및 방사성표지된 PTX*-PAAm(방사성표지된 파클리탁셀 [3H]-PTX를 이용하여 실시예 1에서와 같이 합성됨)을 7 mg.kg-1 (1 μCi/마우스)의 용량으로 주사하여, 약물동력학 및 생물분포 연구를 수행하였다. 마우스를 4개 그룹으로 나누었다: (i) 정맥내로 주사된 Taxol®; (ii) 피하로 주사된 Taxol®; (iii) 정맥내로 주사된 PTX-PAAm, 및 (iv) 피하로 주사된 PTX-PAAm. 각각의 그룹은 1개 그룹 당 4 마리의 마우스를 야기하는 10개의 상이한 시점(0.25 h, 0.5 h, 1 h, 2 h, 4 h, 7 h, 24 h, 48 h, 96 h 및 144 h)으로 나눈 40 마리의 마우스로 구성되었다. 방사성표지된 PTX를 Taxol® 제제에 첨가한 한편, 방사성표지된 PTX-PAAm를 PTX-PAAm (대략 1 μCi를 마우스 당 주사하였음)에 첨가하여, 약물동력학 및 생물분포를 수행하였다. 각각의 종료점에서, 마우스를 펜토바르비탈로 안락사시키고, 혈액을 심장 천자에 의해 채혈한 후, 혈장을 EDTA를 함유하는 튜브(VACUETTE® K3 EDTA 튜브, 원심분리 5분, 3000 g) 내에서 원심분리에 의해 회수하였다. 간, 신장, 비장, 폐, 및 주사 부위에서의 일부 SC 조직을 또한, 수합하였다. 모든 샘플을 냉동고(-20℃)에서 최대 1주일 동안 보관한 후 분석하였다. 방사성 카운트를 위해, 대략 100 μl의 혈장 및 100 mg의 각각의 기관/조직을 제거하고, 정밀하게 칭량하였다. 1 ml의 가용성 용액(PerkinElmer, USA)을 첨가함으로써 기관을 우선 용해시키고, 샘플을 오븐에서 60℃에서 밤새 놓았다. 그 후에, 이들을 100 μl의 30% H2O2 (중량/부피)를 2회 첨가함으로써 화이트워시(whitewash)하고, 오븐에서 60℃에서 30분 동안 가열하였다. 마지막으로, 처리된 혈장 및 기관 샘플을 Hionic-FluorUltimagold (PerkinElmer, USA)와 함께 혼합하고, 방사성을 다재다능 LS 6500 섬광 카운터 (Beckman Coulter)로 측정하였다. 방사성활성 카운팅은 총 PTX 농도에 접근할 수 있게 하였다: [총 PTX] = [유리 PTX] + [PTX-PAAm]. 그 결과를 도 10에 도시한다.
약물동력학 및 생물분포 연구를 또한, 파클리탁셀을 함유하는 폴리아크릴아미드 화합물에 대해서 수행하였다. 파클리탁셀을 방사성표지하고, 에스테르 연결(안정한 연결)에 의해 중합체에 커플링시켜, 파클리탁셀이 혈액 및 다양한 기관(간, 폐, 신장, 비장, SC 조직)에서 추적될 수 있었다. 방사성표지 기법은 전체 파클리탁셀(총 파클리탁셀 = 커플링된 파클리탁셀 + 비커플링된 파클리탁셀)을 추적할 수 있게 한다. 상업적인 택솔을 대조군으로서 사용한다. 7 mg/kg (파클리탁셀 당량)의 용량에서, IV 경로에 의해 주사된 택솔은 짧은 반감기(수십분)를 가진다. 동일한 용량에서 SC 경로에 의해, 이의 느린 흡수와 이의 신속한 대사의 조합은 매우 낮은 혈장 농도(Cmax<1μg/mL)를 야기한다. IV 주사 후, 로다민으로 정성적으로 제시된 바와 같이, 중합체에의 파클리탁셀의 커플링은 반감기에서 유의한 증가를 야기하고, 농도는 주사 후 6일째에 여전히 검출 가능하다. 중합체성 전구약물의 SC 투여 후, 유의한 생체이용률 (> 85%)이 수득되며, 신속한 흡수 (4 h에서 C최대) 및 IV 주사와 유사한 반감기가 수득된다. 중합체성 전구약물 (총 파클리탁셀 = 커플링된 파클리탁셀 + 비커플링된 파클리탁셀)의 AUC를 택솔 IV와 비교하는 경우, 70배의 증거가 존재한다. 따라서, 중합체에의 커플링은 파클리탁셀의 대사를 방지함으로써 상기 파클리탁셀의 순환 시간을 증가시킨다.
생물분포 연구는 파클리탁셀의 주로 간 제거를 보여준다. 이는 약물동력학에 따라 파클리탁셀 중합체에 대해 지연된다. 다른 기관에서, 그 양은 축적의 염려 없이 작다. 주사 부위에서 파클리탁셀-중합체의 양은 신속하게 감소되며, 이는 순환 내로의 전구약물의 신속한 통과 및 중합체-파클리탁셀의 양호한 생체이용률을 확증시킨다.
따라서, 본 발명은 활성 성분의 용해도, 고농도에서의 안정성, 및 생체이용률을 증가시킬 수 있다. 이들 결과는 전구약물 접근법과 조합되어 놀랍게도, SC 조직 상에서 독성 효과를 제거한다.
실시예 13: 약물동력학 및 생물분포 연구
폴리아크릴아미드를 형광 프로브(로다민, 실시예 6)로 표지하고, 형광을 마우스에서 생체내에서 500 내지 535 nm의 여기 필터 및 575 내지 650 nm의 방출 필터와 함께 Lumina 이미지화 시스템 (PerkinElmer)을 사용하여 모니터링하였다. 그 결과를 도 11에 도시한다.
SC 경로에 의해 주사된 유리 로다민은 양호한 생체이용률(형광이 주사 부위에서 24시간 이내에 감소함)을 가지고 신속하게 제거된다. 로다민-PAAm이 경로 IV에 의해 주사되는 경우, 로다민은 주사 후 4일째에 여전히 검출 가능하다. 중합체에의 그래프팅은 대사 및 배출에 대해 프로브를 보호하고, 반감기는 크게 증가된다. SC 경로를 통해 투여된 로다민-중합체는 생체이용 가능하고, 증가된 순환 시간(4일째에 여전히 존재함)을 가진다. 이들 결과는 중합체에의 커플링이 활성 분자의 순환 시간을 증가시킴을 보여준다. 따라서, 본 발명은 일단 커플링되면 활성 성분의 제거를 느리게 하는데 유리하다.
PTX를 보다 신속하게 유리시키는 디글리콜레이트 결합은 시간이 경과함에 따라 더 높은 농도를 가질 수 있게 한다. 더 느리게 방출시키는 에스테르 결합은 연장된 방출을 가능하게 한다. 카르보네이트 결합은 약하게 방출시킨다.
따라서, 도 8에 예시된 바와 같이 사용된 본 발명의 중합체에 따라 방출 프로파일을 다양화시키는 것이 가능하다.
랜덤 및 블록 공중합체의 합성
실시예 14: 겜시타빈-폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴)-CDP의 합성
하기 실시예는 그래프팅된 활성 분자로서 극성 분자를 갖는 중합체의 합성을 제시한다.
겜시타빈의 하이드록실 작용기의 보호
플라스크에서, 4 g (13.3 mmol)의 겜시타빈 하이드로클로라이드를 6 g (6.36 ml)의 무수 DMF에서 5.1 g (33.8 mmol)의 tert부틸디메틸실릴클로라이드 및 2.75 g (40.4 mmol)의 이미다졸과 함께 혼합한다. 그 후에, 1.5 g (2.07 ml 또는 14.9 mmol)의 트리에틸아민을 적가한다. 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반한다.
이미다졸 염을 여과하고, DMF를 증발시킨다. NaHCO3 의 포화된 수용액을 첨가하고, 이 용액을 에틸 아세테이트 (3회)로 추출한다. 유기 EtOAc 상을 그룹화하고, 염수로 세척한 다음, MgSO4 에 걸쳐 건조하고, 농축시킨다.
잔여물을 실리카 겔 (용출제: EtOAc) 상에서 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제한다.
5.94 g의 GemTBDMS를 백색 분말 형태로, 즉, 93%의 수율로 수득한다.
CDP에의 GemTBDMS의 커플링
1.2 g (2.97 mmol)의 CDP를 9 g (10.12 ml)의 무수 THF와 370 mg (510 μl 또는 3.66 mmol)의 트리에틸아민의 혼합물에 첨가한다. 혼합물을 0℃까지 냉각시키고, 에틸 클로로포르메이트 (190 μl 또는 2.03 mmol)의 용액을 3.6 g (4.05 ml)의 THF에 적가한다. 혼합물을 0℃에서 30분 동안 교반한다.
1 g (2.03 mmol) GemTBDMS의 용액을 6 g (6.36 ml)의 DMF에 적가한다. 반응 혼합물을 20℃에서 2일 동안 교반한다.
휘발성 용매를 증발시킨다. 수득된 용액을 염수로 희석시키고, 에틸 아세테이트로 추출한다. EtOAc 상을 그룹화하고, 염수로 세척한 다음, MgSO4 에 걸쳐 건조한 후, 회전 증발기 상에서 농축시킨다.
잔여물을 실리카 겔(용출제: 석유 에테르/EtOAc 4:1) 상에서 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제한다.
699.4 mg의 GemTBDMS-CDP를 황색/주황색 페이스트의 형태로, 즉, 39.2%의 수율로 수득한다.
폴리(AAm-코-AN) 중합체 사슬의 그래프팅
3.73 mg (0.023 mmol) AIBN, 45.88 mg (0.114 mmol) GemTBDMS-CDP, 415.46 mg (5.85 mmol) AAA, 152.87 mg (2.88 mmol)의 AN 및 2.40 g (2.182 ml)의 DMSO를 자기 막대가 갖추어진 직선형 병에 도입한다. 플라스크를 격막으로 밀봉하고, 반응 혼합물을 아르곤으로 15분 동안 버블링한다. 반응 혼합물을 70℃까지 이전에 가열된 오일 배쓰 내로 도입하고, 반응을 24시간 동안 교반과 함께 진행시킨다.
후속적으로, GemTBDMS-P 중합체 (AAm-코-AN)를 메탄올에서 일단 침전시키고 그 후에 건조한다.
Figure pct00022
겜시타빈-TBDMS-P(AAm-코-AN)의 하이드록실 작용기의 탈보호
약 700 mg의 중합체를 5.5 ml의 DMSO에 용해시키고, 여기에 880 μl의 TBAF를 첨가한다. 반응 혼합물을 45분 동안 실온에서 교반하면서 놔둔다. 그 후에, 전체 물질을 콜드 메탄올에서 침전시킨다.
1H NMR 스펙트럼은 Gem-P(AAm-코-AN)의 존재를 확증시킨다.
수득된 생성물은 25,700 g/mol의 몰 질량을 특징으로 한다.
실시예 15: 파클리탁셀-폴리 중합체 (AAm-코-AN)의 합성
실시예 1에 따른 CDP에의 파클리탁셀 (PTX)의 커플링
폴리 중합체 사슬 (AAm-코-AN)의 그래프팅
아크릴로니트릴 단량체의 첨가와 함께 실시예 1로부터 유래된 그래프팅 프로토콜을 적용함으로써, 파클리탁셀-폴리(AAm-코-AN)-CDP의 몇몇 중합체를 수득하고 표 1에 제시한다. 이 공중합체의 이점은 이의 UCST 감온성으로부터 비롯된다.
Figure pct00023
중합체 AAm (mg) AN (mg) CDP (mg) AIBN (mg) DMSO (g)
CDP-33%-5 415.46 152.87 45.88 3.73 2.40
PTX-33%-10 415.46 152.87 140.90 3.73 2.40
PTX-30%-5 415.46 133.02 135.97 3.60 2.30
PTX-24%-5 415.46 98.01 127.30 3.27 2.11
PTX-21%-5 415.46 82.50 123.45 3.27 2.03
PTX-0%-5 415.46 0 103 2.73 1.61
PTX-0%-10 415.46 0 51.50 1.36 1.61
PTX-0%-20 2492.78 0 154.50 4.09 9.64
PTX-5%-15 415.46 16.32 38.90 1.03 1.69
PTX-10%-15 415.46 34.46 40.53 1.07 1.79
PTX-15%-15 415.46 54.73 42.36 1.12 1.89
PTX-13%-15 415.46 46.34 41.6 1.10 1.85
PTX-19%-15 415.46 72.80 40.35 1.11 1.87
PTX-14%-15 a 415.46 50.46 41.97 1.11 1.8
표 1. 수득된 CDP-P (AAm-코-AN), PTX-P (AAm-코-AN) 중합체의 합성을 위한 출발 생성물의 제조
실시예 16: 온도의 함수로서 투과율 측정
이 실시예는 처음에 본 발명자들이 알기로, 감온성이고 UCST를 갖는 개시제 활성 성분의 방법에 의해 활성 분자로 그래프팅된 공중합체를 실증하며, 도 1을 참조한다.
온도의 함수로서 투과율 결과를 표 2에 요약한다.
UCST를, 투과율이 대략 100%에 도달하는 온도, 즉, 중합체가 완전히 용해되는 온도로서 결정한다.
중합체 몰 질량 (g/mol) UCST (℃)
CDP-33%-5 5 000 15
Gem-33%-5 25 700 14
PTX-5%-34.4 34.400 26.5
PTX-10%-24.5 24.500 29.5
PTX-14%-18.2 18.200 30.0
PTX-19%-18.7 18.700 37.5
PTX-22%-22 22.000 49.5
PTX-24%-17.8 17.800 58.0
PTX-25%-14.6 14.600 >60.0
PTX-30%-14 14.000 >60.0
표 2. 합성된 중합체의 특징. 온도 경사에 의해 측정된 UCST.
실시예 17: PTX-P 디블록 중합체 (AAm-코-AN)-b-PEGMA의 합성
1.7 mg (0.01 mmol)의 AIBN, 100 mg의 실시예 16에서 지시된 바와 같이 합성된 PTX-33%-10, 37.5 mg (0.125 mmol)의 PEGMA 및 2.475 g (2.25 ml)의 DMSO를 자기 막대가 제공된 직선형 병 내로 도입한다. 플라스크를 격막으로 밀봉하고, 반응 혼합물을 아르곤으로 15분 동안 버블링한다. 반응 혼합물을 70℃까지 이전에 가열된 오일 배쓰 내로 도입하고, 반응을 5시간 동안 교반과 함께 진행시킨다.
반응의 종료 시, 중합체를 1 l의 물에 대해 24시간 동안 투석시킨다. 물을 하루 동안 4시간마다 교환한다. 투석 후, 중합체를 동결건조시킨다. 백색의 페이스티(pasty) 플라스크를 수득한다.
수득된 생성물의 1H-NMR 스펙트럼은 생성물 PTX-33%-10 상에서 PEGMA의 중합의 존재를 확증한다.
Figure pct00024
동일한 프로토콜에 따라, 다른 PTX-P(AAm-코-AN)-b-PEGMA 디블록 공중합체를 합성하였고 표 4에 제시하였다.
샘플 중합체 실험적 AN
(%mol)		 Mn (g/mol)
CP2-PEGMA PTX-10%-24,5-PEGMA-1,8 8 26,300
CP3-PEGMA PTX-14%-18,2-PEGMA-1,3 11 19,500
CP4-PEGMA PTX-19%-18,7-PEGMA-1,3 15 20,000
CP5-PEGMA PTX-22%-22-PEGMA-1,8 20.3 23,800
CP6-PEGMA PTX-24%-17,8-PEGMA-1,6 18.8 19,400
CP7-PEGMA PTX-25%-14,6-PEGMA-1,1 20.5 15,700
CP8-PEGMA PTX-30%-14-PEGMA-1,1 19.4 15,100
표 4. 합성된 블록 공중합체의 특징. UCST는 온도 경사에 의해 측정된다.
각각의 PTX-P(AAm-코-AN) 랜덤 공중합체에 대해, 1400 내지 2000 g/mol 길이의 PEGMA 사슬을 첨가하였다.
CP5-PEGMA 및 CP7-PEGMA를 UV-가시광 분광계에 의해 분석하여 이들의 UCST를 각각 41℃ 및 52℃인 것으로 결정하였으며, 이때 이력 현상(hysteresis)은 낮았다(대략 1℃ 내지 2℃).
CP5에 대해 수득된 곡선 및 CP5-PEGMA의 현탁액에 대해 수득된 곡선의 비교는, UCST의 값이 PEGMA 블록의 친수성 성질로 인해 어느 정도 감소된다는 추론을 야기한다. 이 비교 시험의 결과를 도 2에 제시한다.
실시예 18: AN %의 함수로서 중합체성 전구약물 PTX-PAAm-코-AN의 용해도
AN 수준이 50 mg/ml의 농도에서 0% 내지 15%의 AN 수준을 갖는 PTX-(PAAm-코-AN) 용액의 점도를 측정하였다.
점도 프로토콜 (전단율에 따라 달라짐):
레오미터 (ARG2, TA Instrument)를, 용매 컵, 20℃에서 자동온도 조절되고 플라스틱 용매 벨이 갖추어진 치수 d = 20 mm의 평면-평면 기하학과 함께 사용하였다. 샘플을 플라스틱 피펫을 사용하여 바닥에 떨어뜨리고, 용매 컵을 물로 충전시킨다. 장치는 200 nm의 거리에서 2개의 평면을 놓고, 잉여물을 제거하여 기생충 마찰(parasitic friction)을 피한다.
그 후에, 적용된 절차는 하기와 같다:
- 20℃에서 2분 동안 샘플의 평형화.
- 10 내지 1000 s-1 로 다양한 전단율에 대해 적용된 토크(torque)의 측정(1 데캐이드(decade) 당 5회 측정으로서, 각각의 측정에 대해 최대 3분의 평형화).
도 13에 따라, 아크릴로니트릴 수준이 5 mol% 이하에서 증가함에 따라 점도는 감소되고, 그 효과는 PTX-P(AAm-코-AN)에서 50 mg/ml 이하인 것으로 실증된다.
실시예 19: PTX-21%-5를 이용한 독성 시험
국소적인 독성 시험을 PTX-21%-5를 이용하여 마우스에서 수행한다. 3 마리의 "누드" 마우스 그룹에서, 200 μl의 PBS 용액 중 0.6 mg의 PTX를 피하 투여한다. 이러한 주사를 4 연속일에 걸쳐 4회 반복한다. 3일째 종료 시, 국소적인 독성(급성 자극, 약간의 괴사)은 도 3에 도시된 바와 같이 모든 마우스에 대해 주사 부위 부근에서 나타났다.
동일한 용량의 파클리탁셀은 중합체성 전구약물 PTX-21%-5 (17.6 mg/ml의 중합체 농도에 상응함)로 제제화되었다. 도 3에 도시된 바와 같이, 4회의 주사 후, 3 마리의 그룹은 국소적인 독성 증거를 나타내지 않았다.

Claims (19)

  1. 중합체성 전구약물로서,
    - 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나, 예컨대 예를 들어 N-하이드록시아크릴아미드, N-(4-하이드록시부틸)메타크릴아미드, N-(폴리(에틸렌 글리콜))-아크릴알라미드, N-(3-메톡시프로필)메타크릴아미드, N-(2-(디메틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드, N-(2-(디에틸아미노)에틸)-N-메틸메타크릴아미드에 의해 적어도 부분적으로 형성된 중합체 사슬로서, 상기 중합체는 근위부(proximal part) 및 종결부(terminal part)를 포함하는, 중합체 사슬;
    - 상기 중합체의 근위부에 공유 커플링된 제1 약제학적 활성 분자;
    - 가능하게는, 상기 중합체의 종결부에 공유 커플링된 제2 약제학적 활성 분자
    를 포함하는, 중합체성 전구약물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합체는 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나에 의해 그리고 공단량체에 의해 적어도 부분적으로 형성되어, 랜덤 또는 블록 중합체, 예를 들어, 폴리(아크릴아미드-코-아크릴로니트릴)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중합체는 폴리(아크릴아미드)인 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  4. 중합체성 전구약물로서,
    - 수용성 중합체 사슬로서, 상기 중합체는 근위부 및 종결부를 포함하는 수용성 중합체 사슬;
    - 상기 중합체의 근위부에 공유 커플링된 제1 약제학적 활성 분자;
    - 가능하게는, 상기 중합체의 종결부에 공유 커플링된 제2 약제학적 활성 분자
    를 포함하고,
    상기 용해도는 제1 약제학적 활성 분자로서 파클리탁셀과 함께 증류수에서 200 mg/ml의 농도로 인식되는, 중합체성 전구약물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 사슬은 1.5 미만의 분산도를 갖고, 상기 분산도는 입체 배제 크로마토그래피에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 사슬은 1000 내지 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 100,000 g/mol 미만, 더 바람직하게는 50,000 g/mol 미만의 몰 질량을 갖는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체는 하기 라디칼 중합 조절제 중에서: 가역적 첨가-단편화 사슬 전달(RAFT; Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer), 원자 전달 라디칼 중합(ATRP; Atom Transfer Radical Polymerization) 및 이의 유도체(구리 (I) 매개 라디칼 중합), 니트록사이드-매개 중합(NMP), 코발트 매개 라디칼 중합(CoMRP), 오르가노텔루륨 매개 리빙 라디칼 중합(TERP; Organotellurium Mediated Living Radical Polymerization) 및 오르가노스티빈 매개 라디칼 중합(SBRP), 및 예를 들어, 티오카르보닐티오 전달제, 예컨대 디티오카르보네이트, 크산테이트, 디티오카르바메이트 및 트리티오카르보네이트 중에서, 전이 금속(Cu, Fe, Ru 등)을 기반으로 하는 착화합물 중에서, 알콕시아민 중에서, 코발트계 및 오르가노텔루륨계 착화합물 중에서, 그리고 오르가노안티모인 중에서 선택되는 라디칼 중합 조절제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체는 종결부에, 알킬 종결 사슬, 예를 들어 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 종결 사슬, 카르복실산 작용기, 알코올 작용기, 아민 작용기, 아미드 작용기, 티올 작용기를 포함하는 라디칼 중합 조절제를 포함하고, 상기 작용기는 가능하게는 종결 알킬 사슬에 의해 지지되고, 상기 작용기는 가능하게는 제2 약제학적 활성 분자에 연결되는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체는 근위부에 아미드, 에스테르, 카르보네이트, 카르바메이트, 숙시네이트, 디설파이드, 아세탈, 티오에테르, 트리아졸로부터 선택되는 근위부 작용기; 및/또는 링커 디글리콜레이트, 숙시네이트, 숙신이미딜 4-(N-말레이미도메틸)사이클로헥산-1-카르복실레이트(SMCC), 글리시네이트, 글루쿠로네이트, 발린-시트룰린, 말레이미드를 포함하는 라디칼 중합 조절제를 포함하고, 상기 작용기 및/또는 근위부 링커는 제1 약제학적 활성 성분과 함께 공유 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 분자는 항암 분자, 항생제 분자(박테리아/진균류 정지, 박테리아/진균류-독성 또는 항바이러스 작용제), 항당뇨병 분자, 항염증 분자, 혈관 또는 심혈관 질병을 치료하는 분자, 중추신경계의 질병을 치료하는 분자, 생리학적 수용체의 효능제 분자, 생리학적 수용체의 길항제 또는 부분적 길항제 분자, 염증조정 분자인 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 분자는 파클리탁셀, 도세탁셀, 겜시타빈, 클라드리빈, 카페시타빈, 다우노루비신, 독소루비신, 에피루비신, 이다루비신, 액티노마이신, 암사크린, 다카르바진, 닥티노마이신, 빈크리스틴, 빈블라스틴, 빈데신, 메토트렉세이트, 콜히친, 사이클로포스파미드, 아자티오프린, 6-머캅토퓨린, 로무스틴, 카르무스틴, 다카르바진, 시스플라틴, 플루오로우라실, 테노포사이드 또는 에토포사이드, 포테무스틴, 미토마이신 C, 미톡산트론, 스트렙토조신, 트라벡테딘, 빈플루닌, 비노렐빈, 아르세날 트리옥사이드, 벤다무스틴, 부술판, 카바지탁셀, 카르보플라틴, 에리불린, 이리노테칸, 토포테칸, 익사베필론, 넬라라빈, 옥살리플라틴, 프랄라트렉세이트, 테모졸로마이드, 페메트렉세드, 이마티닙, 수니티닙, 소라페닙인 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체성 전구약물은 시간이 경과함에 따라 혈액 순환 내로 또는 작용 부위에, 예를 들어 종양에 또는 세포 내로 약제학적 활성 분자의 확산을 유도하는 것을 특징으로 하는, 중합체성 전구약물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    인간 또는 동물에서 피하 또는 근육내 투여에 의한 치료적 치료 방법, 진단 방법 또는 의학적 이미지화 방법에 사용하기 위한, 중합체성 전구약물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합체성 전구약물은 피하 또는 근육내 투여에 의한 인간 또는 동물의 치료적 치료 방법에 사용하기 위한 것이고,
    상기 중합체성 전구약물은 약제학적 활성 분자와 중합체 사이에 공유 결합을 포함하고,
    상기 약제학적 활성 분자는 이것이 공유 결합에 의해 상기 중합체에 연결되지 않는 경우 주사 부위(조직의 자극/괴사)에서 이의 독성으로 인해 피하 또는 근육내 경로에 의해 투여되지 않고, 바람직하게는 상기 중합체성 전구약물은 (주사 부위에서) 국소 독성을 방지하고 약제학적 활성 분자를 혈액 순환 내로 방출시키는 상기 분자의 생체이용률을 갖는, 중합체성 전구약물.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    치료 방법은 암 치료 방법인, 중합체성 전구약물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물의, 특히 개시제 활성 성분 방법에 의한, 조절된 라디칼 중합 방법으로서,
    상기 방법은
    - 적어도 하나의 제1 약제학적 활성 분자를 근위부 및 종결부를 포함하는 라디칼 중합 조절제와 공유 커플링시켜, 제1 커플링된 분자를 형성하는 단계;
    - 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나의 존재 하에 제1 커플링된 분자의 조절된 라디칼 중합에 의해, 중합체성 전구약물을 형성하는 단계;
    - 가능하게는, 중합체의 조절된 라디칼 중합 후, 조절제의 종결부에서 제2 약제학적 활성 분자를 공유 커플링시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  17. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물의 조절된 라디칼 중합 방법으로서,
    상기 방법은
    - 아크릴아미드 단량체 또는 이의 유도체 중 하나의 존재 하에 중합체의 조절된 라디칼 중합에 의해, 근위부 및 종결부를 포함하는 중합체를 형성하는 단계;
    - 적어도 하나의 제1 약제학적 활성 분자를 중합체의 근위부와 공유 커플링시켜, 상기 중합체성 전구약물을 형성하는 단계;
    - 가능하게는, 중합체성 전구약물의 종결부에서 제2 약제학적 활성 분자를 공유 커플링시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  18. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 중합체성 전구약물을 포함하는 약제.
  19. 포유류, 바람직하게는 인간의 조직 내로 주사하기 위해, 특히 피하 또는 근육내 경로에 의해 주사하기 위해 제제화된 조성물로서,
    상기 조성물은 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 중합체성 전구약물을 포함하는, 조성물.
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