KR20210039415A

KR20210039415A - 신경변성 장애의 치료 방법

Info

Publication number: KR20210039415A
Application number: KR1020217005803A
Authority: KR
Inventors: 존 헤이; 페트레 코시스; 마틴 톨라; 닐 윌리엄 플란츠라이히
Original assignee: 알제온, 인크.
Priority date: 2018-08-01
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-04-09
Also published as: PH12021550213A1; CL2021000269A1; AU2019315853A1; MX2021001287A; EA202190406A1; JP2021533128A; WO2020028290A1; EP3829563A1; SG11202100767XA; BR112021001739A2; IL280424A; CA3108150A1; CN112867485A; US20210315847A1

Abstract

알츠하이머병 (AD) 등의 신경변성 장애의 치료를 위한 트라미프로세이트 및 그의 유도체가 본원에서 제공된다.

Description

신경변성 장애의 치료 방법

관련 출원

본 출원은 2018년 8월 1일 출원된 미국 가출원 번호 62/713,061의 우선권을 청구하며, 그의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.

배경

알츠하이머병 (AD)은 주로 노화와 관련되는 뇌의 점진적 퇴행성 질환이다. 미국에서 570만명 (알츠하이머 협회 2018) 및 전세계 3500만명 (세계 알츠하이머 보고서 2016)이 넘는 지역에 걸쳐 고통받는 환자의 수에 의해 AD에 대한 사회에 미치는 의료 비용의 규모 증가가 강조된다. AD의 임상 제시는 기억, 인지, 추론, 판단, 및 지향성(orientation)의 손실을 특징으로 한다. 질환이 진행함에 따라, 다중 인지 기능의 총괄적 손상이 존재할 때까지 운동, 감각, 및 언어 능력이 또한 영향받는다. 이들 인지 손실은 점차 나타나지만, 전형적으로 4 내지 12년의 범위에서 중증 손상 및 최종적 사망을 초래한다.

현재, AD에 대한 두 부류의 승인된 약물은 콜린에스테라제 억제제 및 메만틴이다. 두 부류 모두 AD에서 나타나는 이차적 신경전달물질 결핍을 표적화하는 증상적 작용제이다. 그러나, 어느 부류도, 임상 시험에서 치료 6개월을 넘어서 효능을 보이지 않고, 기저 질환 병상(pathology)을 표적화하는 이들 부류에 대한 증거가 존재하지 않는다. 부상되고 있는 항-아밀로이드 항체 (예; 아두카누맙)는 질환의 조기에 사용시 잠재적 질환-변형 치료로서 가능성을 나타낸다. 예를 들어, 하기 참조: Lasser 등 Efficacy and Safety of Gantenerumab in Prodromal AD: Results from Scarlet Road―a Global, Multicenter Trial. Alzheimer's Association International Conference (AAIC) 2015 Abstract ID: 5963. 그러나, 일부 아밀로이드 면역요법은 APOE4 담체에서 보고된 증가된 위험을 가지며, 아밀로이드 관련 이미징 이상-부종 (ARIA-E)의 용량-의존적 위험과 관련되었다. 예를 들어, 하기 참조: Salloway 등 Two Phase 3 Trials of Bapineuzumab in Mild-to-Moderate Alzheimer's Disease. N Engl J Med 2014; 370:322-33; Sevigny 등, The antibody aducanumab reduces Abeta plaques in Alzheimer's disease. Nature 2016; 537:50-6; 및 Caselli 등 Longitudinal modeling of age-related memory decline and the APOE epsilon4 effect. N Engl J Med 2009; 361:255- 263. 이는, 아밀로이드 클리어런스(clearance) 및 임상 이익을 나타내는 용량이 두 최고 용량의 아두카누맙에서 ARIA-E의 대략 40% 발생률과 관련되기 때문에 개발 도전을 제시한다. 하기 참조: Sevigny 등 아두카누맙으로의 용량 적정 요법은 여전히 APOE 담체에서 ARIA-E의 대략 35% 발생률을 나타낸다. 예를 들어 하기 참조: Viglietta 등, Aducanumab titration dosing regimen: 12-month interim analysis from prime, a randomized double blind, placebo-controlled phase Ib study in patients with prodromal or mild Alzheimer's disease. J Prev Alzheimers Dis 2016; 3, suppl 1:378. ARIA-E는 대부분의 환자에서 무증상이거나 경증임에도 불구하고, 일부 환자는 발작 또는 다른 심각한 부작용을 발달시킬 수 있다. AD 환자에서의 ARIA-E의 위험은 MRI 모니터링을 필요로 할 수 있고, 이는 고령자 집단에서 부담이 되며, 임상 실행에서 이들 약물의 유용성을 제한할 수 있다.

가용성 저분자량 Aβ42 올리고머는 현재 AD 발병의 주요 요인으로서 인식되고, Aβ42 올리고머의 증가된 농도는 임상 증상의 개시 및 진행과 밀접하게 상관된다. 예를 들어, 하기 참조: Viglietta 등 가용성 Aβ 올리고머는 시냅스 훼손, 신경세포사를 유발하고, 타우 인산화를 촉진시키고, 타우 병상을 구동시키는 것으로 나타났다. 예를 들어, 하기 참조: Esparza 등, Amyolid beta oligomerization in Alzheimer's dementia vs. high pathology controls. Ann Neurol 2013; 73(1):104-119; Hashimoto 등 Apolipoprotein E, especially apolipoprotein E4, increases t peptide. J Neurosci. 2012; 32:15181-15192; Ono 등, Low-n oligomers as therapeutic targets of Alzheimer's disease. J. Neurochem. 2011;117:19-28; Townsend 등, Effects of secreted oligomers of amyloid beta-protein on hippocampal synaptic plasticity: a potent role for trimers. J. Physiol.; 2006;572:477-92; 및 Lambert 등 Diffusible, nonfibrillar ligands derived from A 1-42 are potent central nervous system neurotoxins. PNAS. 1998; 95:6448-53. 중요하게는, APOE 4/4 AD 환자는 가용성 아밀로이드 올리고머의 보다 높은 존재량을 갖는 것으로 나타났고 (Usui 등, Site-specific modification of Alzheimer's peptides by cholesterol oxidation products enhances aggregation energetics and neurotoxicity. PNAS.; 2009;106:18563-8), 이는 이 집단에서 보다 조기의 질환 개시의 원인일 가능성이 높다.

지금까지, 단지 아두카누맙 및 ALZ-801/트라미프로세이트 등의 Aβ 올리고머를 표적화하는 작용제가 아밀로이드 양성 AD 환자에서 임상 이익을 나타내었다. 트라미프로세이트, 3-아미노-1-프로판술폰산 (3APS)은 아밀로이드 베타 올리고머 신경독성을 감소시키는 경구 아밀로이드 항-응집제이다. 경증-내지-중등도 AD에서의 트라미프로세이트 3상 시험은, 뇌 해마 부피의 감소를 지연시키고, 서브셋 분석에서 뇌 인지 및 기능을 개선시키는 능력을 포함한 탁월한 약물 프로파일을 나타내었다. 예를 들어, 하기 참조: Gauthier, S. 등 Effect of tramiprosate in patients with mild-to-moderate Alzheimer's disease: exploratory analyses of the MRI sub-group of the Alphase study. J Nutr Health Aging 13, 550-557 (2009); Saumier, D., Duong, A., Haine, D., Garceau, D. & Sampalis, J. Domain-specific cognitive effects of tramiprosate in patients with mild to moderate Alzheimer's disease: ADAS-cog subscale results from the Alphase Study. J Nutr Health Aging 13, 808-812 (2009); 및 Aisen, P. S. 등 Tramiprosate in mild-to-moderate Alzheimer's disease-a randomized, double-blind, placebo-controlled, multi-centre study (the Alphase Study). Arch Med Sci 7, 102-111 (2011).

ALZ-801은 알츠하이머병 (AD)의 치료를 위한 베타 아밀로이드 (Aβ) 올리고머 형성의 경구, 소분자 억제제로서 임상 개발 중에 있다. ALZ-801은 개선된 약동학 특성 및 위장 용인성을 갖는 트라미프로세이트의 발린 컨쥬게이트이다. 예를 들어, 하기 참조: Hey 등, Clinical Pharmacokinetics and Safety of ALZ-801, a Novel Prodrug of Tramiprosate in Development for the Treatment of Alzheimer's Disease. Clin Pharmacokinetics 2018; 315-333. ALZ-801의 활성 모이어티, 트라미프로세이트는 시험관내에서 Aβ 올리고머의 형성을 억제한다. 예를 들어, 하기 참조: Kocis 등, Elucidating the Abeta42 Anti-Aggregation Mechanism of Action of Tramiprosate in Alzheimer's Disease: Integrating Molecular Analytical Methods. Pharmacokinetic and Clinical Data. CNS Drugs 2017; 31:495-509. 경구 트라미프로세이트는 이전에 2개의 3상 연구에서 평가되었고, 이는 100 mg BID의 트라미프로세이트, 150 mg BID의 트라미프로세이트, 또는 플라시보로 치료된, 경증 내지 중등도 AD를 갖는 2,015명의 환자를 포함하였다. 이들 3상 시험 및 안전성 연구로부터의 안전성 데이터는, 2.5년까지의 트라미프로세이트 노출로 유리한 안전성 프로파일을 제안한다. 예를 들어, 하기 참조: Abushakra 등, Clinical effects of tramiprosate in APOE 4/4 homozygous patients with mild Alzheimer's disease suggest disease modification potential. J Prev Alzheimers Dis 2017; 4:149-56. 아포지질단백질 E의 ε4 대립유전자 (APOE4)를 갖는 대상체의 서브그룹 분석에서는, 인지에 대한 양성 및 임상적으로 의미있는 이익이 존재하였다.

요약

트라미프로세이트의 대사물, 3-술포프로판산 (3-SPA)이 약물-비노출(

) 대상체의 인간 뇌척수액 (CSF) 및 혈장 중에 존재함이 확인되었다. 예를 들어, 도 2 참조. 이 내생 3-SPA는 트라미프로세이트의 것과 유사한 효능으로 Aβ42의 작은 올리고머로의 응집을 억제하는 것으로 현재 확인되었다. 예를 들어, 도 5 및 도 6 참조.

추가로, 본 발명자들은 경증 내지 중등도 AD를 갖는 대상체에서 인지 장애 중증도와 3-SPA의 농도 사이의 역 상관관계를 동정하였고, 따라서, 예를 들어 대상체에서의 알츠하이머병의 중증도를 결정하는 잘 입증된 방법인 대상체의 간이 정신 상태 검사 ("MMSE") 스코어에 의해 측정시, 인지 장애의 중증도가 증가함에 따라 3-SPA의 수준이 낮아지고, 보다 높은 수준의 3-SPA의 유지가 AD와 관련된 인지 감퇴를 막거나 낮추는 데 있어 역할을 할 수 있음을 제안한다. 예를 들어, 하기 참조: Pangman, 등, Applied Nursing Research. 13 (4): 209-213. 본 발명자들이 확인한 것은, 보다 높은 MMSE 스코어 (즉, 보다 낮은 인지 장애)를 갖는 AD 대상체가 보다 낮은 MMSE 스코어를 갖는 대상체와 비교시 CSF에서 보다 높은 수준의 3-SPA를 가졌다는 것이다. 예를 들어, 도 7 참조. 이 상관관계는 본 발명자들이 경증 내지 중등도 AD를 앓고 있는 시험 집단에서 대상체에 대한 MMSE 스코어와 CSF에서의 3-SPA 농도 사이의 추세, 또는 최적합선을 결정할 수 있게 하였다.

이들 결과로부터, 본 발명자들은, 3-SPA CSF 수준을, 예를 들어, 최소 인지 장애 (즉, MMSE = 30)를 갖는 AD 대상체에서 나타나는 것들 ("기저선 임계치 수준") 초과까지 증가시키고 이러한 상승된 수준을 유지하는 것이, 추가의 인지 감퇴로부터 이들 대상체를 보호하거나 플라시보 치료에 비해 인지 감퇴 속도를 감소시킬 것이라고 가정한다. 이러한 기저선 임계치 수준 초과까지의 3-SPA CSF 수준의 증가는, ALZ-801, 트라미프로세이트, 또는 트라미프로세이트의 또 다른 프로드러그 또는 전구체 (이들 모두 궁극적으로 3-SPA를 생성함), 또는 3-SPA에 대한 프로드러그 또는 전구체를 비롯한 3-SPA의 외생 형태를 투여함으로써 달성될 수 있다.

따라서, 하나의 양태에서, 특정 기저선 임계치 수준 미만, 예를 들어, 다양한 인지 장애의 알츠하이머병을 갖는 대상체의 랜덤 집단의 최적합에서 30의 MMSE에 대해 결정된 3-SPA CSF 농도 (± 10%) 값 미만의 3-SPA 농도를 갖는 대상체에서 알츠하이머병(AD)과 같은 신경변성 장애를 치료하기 위한 방법이 본원에서 제공된다.

또한, 인지 장애의 다양한 중증도에 의해 정의되는 선택된 AD 대상체의 치료 방법이 본원에서 제공된다. 예를 들어, 하나의 양태에서, 치료를 위한 선택된 대상체는, 예를 들어, 경증 또는 경증 내지 중등도의 AD 중증도를 지시하는 특정 MMSE 스코어를 가질 수 있다. 다른 양태에서, 대상체는 특정 MMSE 스코어를 갖고, 아포지질단백질 E (APOE) 유전자의 ε4 대립유전자 (예: APOE4의 동형(homozygous)), 경도 인지 장애를 지시하는 비정상적 자유 및 단서 선택적 상기(Free and Cued Selective Reminding; FCSR) 기억력 시험, 및 특정 임상 치매 등급 (CDR) 중 하나 이상을 가질 수 있다.

추가로, 특정 기저선 임계치 수준 미만, 예를 들어, 인지 감퇴를 앓고 있는 대상체의 랜덤 집단의 최적합에서 30의 MMSE에 대해 결정된 3-SPA CSF 농도 (± 10%) 값 미만의 3-SPA 농도를 갖는 대상체에서의 치매의 예방 또는 추가의 인지 감퇴의 예방 방법이 본원에서 제공된다.

도 1은 ALZ-801의 3-술포프로판산 (3-SPA)으로의 대사 변환을 나타낸다.
도 2는 AD를 갖는 것으로 진단되지 않은 약물-비노출 대상체의 인간 뇌척수액 (CSF) 중에 존재하는 3-SPA의 농도 (ng/ml)를 나타내는 그래프이다.
도 3은 Aβ42 올리고머의 프로파일과 비율 1:1000의 Aβ42와 3-SPA의 4 hr 인큐베이션 후 질량/전하 (m/z)의 함수로서의 이온-이동도 분광측정법-질량 분광측정법 (IMS-MS) 표류 시간을 도시한 것이다. 이들 조건 하에 Aβ42 이량체, 삼량체 및 오량체의 검출은 4시간의 시험관내 인큐베이션이 올리고머 형성의 완전한 억제를 위해 충분하지 않았음을 드러낸다.
도 4는 24시간의 인큐베이션 후 질량/전하 (m/z)의 함수로서의 이온-이동도 분광측정법-질량 분광측정법 (IMS-MS) 표류 시간을 도시한 것이며, 이는 1,000배 과량의 3-SPA와 Aβ42 올리고머의 프로파일을 나타낸다. 오량체만이 검출되었다.
도 5는 1,000:1 과량의 3-SPA의 존재 하에 Aβ42의 세미-시클릭 형상(conformation)을 나타내는 분자 동력학 실험의 표시이다. 3-SPA의 기능적 결과는 트라미프로세이트에서 나타난, 기능적 최종 결과, 즉 Aβ42 올리고머 형성의 억제와 유사하다 (Kocis 등, Pharmacokinetic and Clinical Data. CNS Drugs 2017; 31:495-509).
도 6은 다양한 MMSE 스코어 (AD의 중증도)를 갖는 AD를 갖는 대상체의 집단으로부터의 인간 CSF에서의 3-SPA 수준 사이의 역 상관관계를 나타낸다.
도 7은 인증된 3-SPA 참조 표준 (EDC 및 TFEA로 유도체화됨)의 LC-MS/MS 스펙트럼을 나타낸다.
도 8 패널 A는 3-SPA 표준에 대한 LC-MS/MS 크로마토그램을 나타낸다.
도 8 패널 B는 MMSE 20을 갖는 단일 AD 대상체로부터의 인간 CSF에 대한 LC-MS/MS 크로마토그램을 나타낸다.
도 9는 수컷 SD 래트에서의 단일 경구 및 iv 용량의 3-SPA (각각 30 mg/kg 및 10 mg/kg; n=3)에 대한 평균 약동학 곡선을 나타낸다.
도 10은 수컷 SD 래트 (n=3)에서의 단일 경구 용량의 30 mg/kg 후 3-SPA의 평균 뇌, CSF 및 혈장 농도 시간 경과를 나타낸다. 나타낸 데이터는 평균±SD이다.

상세한 설명

트라미프로세이트 (호모타우린, 3-아미노-1-프로판술폰산　(3-APS), 또는 Alzhemed^TM)는 가용성 Aβ에 결합하고 아밀로이드 응집 및 후속 침착을 감소시키는 경구 투여 화합물이다. 예를 들어, 하기 참조: Gervais 등, Targeting soluble Abeta peptide with Tramiprosate for the treatment of brain amyloidosis. Neurobiol Aging. 2007;28:537-47. 시험관내에서, 트라미프로세이트는 신경 및 마우스 기관형 해마 배양에서 Aβ-유도된 신경독성에 대항하는 신경보호를 제공하고, 부분적으로, β-아미노부티르산 A (GABA-A) 수용체의 활성화를 통해, 래트 해마에서 Aβ-유도된 장기간 강화작용 (LTP) 억제를 역전시킨다 (Krzywkowski 등, Tramiprosate Prevents Amyloid Beta-induced Inhibition of Long-term Potentiation in Rat Hippocampal Slices. 8th International Conference AD/PD; March 14-18, 2007; Salzburg Austria). 예를 들어, 하기 참조: Azzi M, Morissette C, Fallon L. Involvement of both GABA-dependent and -independent pathways in tramiprosate neuroprotective effects against amyloid-beta toxicity. 8th International Conference AD/PD; March 14-18, 2007; Salzburg Austria. 경구 트라미프로세이트는 이전에 2개의 3상 연구에서 평가되었고, 이는 100 mg BID의 트라미프로세이트, 150 mg BID의 트라미프로세이트, 또는 플라시보로 치료된, 경증 내지 중등도 AD를 갖는 2,015명의 환자를 포함하였다. 이들 3상 시험 및 안전성 확장 연구로부터의 안전성 데이터는, 2.5년까지의 트라미프로세이트 노출로 유리한 안전성 프로파일을 제안한다. 하기 참조: Abushakra 등, Clinical effects of tramiprosate in APOE4/4 homozygous patients with mild Alzheimer's disease suggest disease modification potential. J Prev Alzheimers Dis 2017; 4:149-56. 아포지질단백질 E의 ε4 대립유전자 (APOE4)를 갖는 대상체의 서브그룹 분석에서는, 인지에 대한 양성 및 임상적으로 의미있는 이익이 존재하였다. 하기 참조: Abushakra 등, Clinical benefits of tramiprosate in alzheimer's disease are associated with higher number of APOE4alleles: the ''APOE4gene-dose effect''. J Prev Alz Dis. 2016;3:219-28.Selkoe DJ, Hardy J. The amyloid hypothesis of Alzheimer's disease at 25 years. EMBO Mol Med 2016; 8:595-608.

ALZ-801은 개선된 약동학 특성 및 위장 용인성에 대해 최적화된 트라미프로세이트의 발린 컨쥬게이트이다. ALZ-801의 3상으로의 전진을 위해 요구되는 만성 독성학 연구가 완료되었고, 이는 ALZ-801의 비임상 안전성 특성화, 및 광범위한 비임상 독성학에 대한 안전성 교량 및 트라미프로세이트에 대한 안전성 데이터를 포함한다. 경구 ALZ-801은 잘 용인되었고, 각각 2,000 mg/kg 및 1,500 mg/kg의 1개월령 및 6개월령 래트 연구에서 NOAEL을 나타내었다. 동물 및 인간에서 ADME 연구로부터의 결과는, ALZ-801이 경구 투여 후 빠르게 흡수되고, 트라미프로세이트로 빠르게 전환되어, 트라미프로세이트의 뇌로의 실질적으로 개선된 전달을 제공함을 나타낸다. 하기 참조: Hey 등, Clinical Pharmacokinetics and Safety of ALZ-801, a Novel Prodrug of Tramiprosate in Development for the Treatment of Alzheimer's Disease. Clin Pharmacokinetics 2018; 315-333 및 Kocis 등, Elucidating the Abeta42 Anti-Aggregation Mechanism of Action of Tramiprosate in Alzheimer's Disease: Integrating Molecular Analytical Methods. Pharmacokinetic and Clinical Data. CNS Drugs 2017; 31:495-509. 등몰 용량의 ALZ-801 및 트라미프로세이트가 동물에게 투여되는 경우, 혈장에서의 트라미프로세이트에 대한 혈장 노출은 유사하다. ALZ-801 및 트라미프로세이트 둘 다 ALZ-801의 반복된 경구 투여 후에 종에 걸쳐 혈장에서의 일관적 제거 반감기를 가지며, 이는 만성 투여 후 축적 가능성이 없음을 지시한다. ALZ-801의 트라미프로세이트로의 전환 후, 트라미프로세이트는, 인간, 마우스, 래트, 개 및 미니피그에서, 단일 주요 대사물, 3-술포프로판산 (3-SPA)으로 일관적으로 생체내 대사된다. 추가의 대사 또는 CYP 상호작용이 3-SPA에 대해 관찰되지 않았고, 트라미프로세이트 뿐만 아니라 3-SPA의 제거가 인간 뿐만 아니라 동물에서 신장을 통해 일어난다. 개략도가 도 1에 나타나 있다.

이제 본 발명자들은 정상적 약물-비노출 대상체의 인간 뇌척수액 (CSF) 및 혈장 중의 3-SPA의 존재를 발견하였다. 예를 들어, 도 2 참조. 하기 실시예 섹션에서 논의되는 바와 같이, 이들 결과는 인지 장애 (예: 15-30의 MMSE 범위)를 갖는 대상체로 확장된다. 항-Aβ42 올리고머 형성에 대한 3-SPA의 효과를 평가하기 위한 후속조치 시험관내 연구에서, 본 발명자들은, 3-SPA가 트라미프로세이트와 정성적 및 정량적으로 유사한 방식으로 Aβ42 올리고머의 형성을 억제함을 관찰하였다. 예를 들어, 도 3, 도 4, 및 표 3 참조. Aβ42와 트라미프로세이트 및 3-SPA의 분자 상호작용의 비교가 본원에서 제시되고 추가로 기재된다. 예를 들어, 도 5 참조.

본 발명자들은 또한, CSF에서의 3-SPA의 농도와 인지 장애의 중증도 사이의 역 상관관계를 동정하였다. 예를 들어, AD의 중증도가 감소함에 따라 (MMSE 스코어 증가에 의해 결정됨), 보다 높은 농도의 3-SPA가 CSF에서 나타났다. 도 6 참조. 3-SPA가 트라미프로세이트와 정성적 및 정량적으로 유사한 방식으로 Aβ42 올리고머의 형성을 억제한다는 본 발명자들의 확인과 함께 고려할 때, 이러한 추세는, 3-SPA가 AD에 대항하는 보호 효과에 기여하고/거나 질환 진행의 가능성을 감소시킴을 시사한다.

따라서, 대상체에서의 3-SPA의 농도가 특정 기저선 임계치 수준 미만 (예컨대 알츠하이머병을 갖는 대상체의 랜덤 집단의 최적합에서 30의 MMSE에 대해 결정된 3-SPA CSF 농도 (± 10%) 값 미만)인 경우, 보다 높은 농도의 3-SPA의 전달 또는 보충은 인지 감퇴 및 신경변성 질환 진행, 예를 들어, AD의 예방 또는 최소화를 위한 치료적 접근을 제공한다. 추가로, 보다 높은 농도의 3-SPA의 유지는 인지 감퇴를 예방, 예를 들어, AD를 예방할 수 있다.

따라서, 제1 구현예에서는,

a) 대상체 중에 존재하는 3-SPA의 농도가 소정의 기저선 임계치보다 더 낮은 경우에 대상체를 선택하는 단계; 및

b) 선택된 대상체에게 유효량의 화학식 I을 갖는 화합물:

, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 단계

를 포함하는, 알츠하이머병을 앓고 있는 대상체의 선택 및 치료 방법이 본원에서 제공되며, 여기서

R은 COOH, 또는 -CH₂NH-(AA¹)_q(AA²)_t-H이고;

AA¹ 및 AA²는 각각 독립적으로 알라닌 (Ala), 시스테인 (Cys), 아스파르트산 (Asp), 글루탐산 (Glu), 페닐알라닌 (Phe), 글리신 (Gly), 히스티딘 (His), 이소류신 (Ile), 리신 (Lys), 류신 (Leu), 메티오닌 (Met), 아스파라긴 (Asn), 프롤린 (Pro), 글루타민 (Gln), 아르기닌 (Arg), 세린 (Ser), 트레오닌 (Thr), 발린 (Val), 트립토판 (Trp), 티로신 (Tyr), β-알라닌 (β-ALA), 및 γ-아미노부티르산 (GABA)으로부터 선택되고;

q 및 t는 각각 독립적으로 0 또는 1로부터 선택된다.

제2 구현예에서는,

a) 3-SPA가 소정의 기저선 임계치보다 더 낮은 농도로 대상체 중에 존재하는지를 결정하는 단계; 및

b) 대상체에서의 내생 화합물의 양이 소정의 기저선 임계치 미만인 경우에만, 대상체에게 유효량의 화학식 I을 갖는 화합물:

, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 단계

를 포함하는, 알츠하이머병을 앓고 있는 대상체의 치료 방법이 본원에서 제공되며, 여기서

R은 COOH, 또는 -CH₂NH-(AA¹)_q(AA²)_t-H이고;

q 및 t는 각각 독립적으로 0 또는 1로부터 선택된다.

제3 구현예에서, 화학식 I의 화합물에서 t는 0이고 q는 1이다.

제4 구현예에서, 화학식 I의 화합물에서 AA¹은 알라닌 (Ala), 이소류신 (Ile), 류신 (Leu), 세린 (Ser), 및 발린 (Val)으로부터 선택된다. 대안적으로, 제5 구현예에서, 화학식 I의 화합물에서 AA¹은 알라닌 (Ala), 이소류신 (Ile), 류신 (Leu), 세린 (Ser), 및 발린 (Val)으로부터 선택되고; t는 0이고; q는 1이다.

제6 구현예에서, 화학식 I의 화합물은

,

, 또는

; 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염이다. 대안적으로, 제7 구현예에서, 화학식 I의 화합물은

; 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염이다. 또 다른 대안으로, 제7 구현예에서, 화학식 I의 화합물은

; 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염이다.

본 방법에서 대상체는 치료 전에 이들의 MMSE 스코어에 의해 계층화 (즉, 추가로 선택)될 수 있다. 제8 구현예에서, 예를 들어, (예를 들어 제1 또는 제2 구현예에서와 같이) 본원에 기재된 구현예에서 치료되는 대상체는 치료 전에 19 초과 (예: 20 초과, 21 초과, 22 초과, 23 초과, 24 초과, 25 초과, 또는 26 초과)의 MMSE 스코어를 갖고; 임의로, 화학식 I의 화합물은 제3, 제4, 제5, 제6, 또는 제7 구현예에 기재된 임의의 것으로부터 선택될 수 있다. 또 다른 양태에서, (예를 들어 제1 또는 제2 구현예에서와 같이) 본원에 기재된 구현예에서 치료되는 대상체는 치료 전에 16 내지 30의 MMSE 스코어 (예: 22 내지 30의 MMSE 스코어, 22 내지 28의 MMSE 스코어, 16 내지 19의 MMSE 스코어, 18 내지 26의 MMSE 스코어, 20 내지 26의 MMSE 스코어, 또는 22 내지 26의 MMSE 스코어)를 갖고; 임의로, 화학식 I의 화합물은 제3, 제4, 제5, 제6, 또는 제7 구현예에 기재된 임의의 것으로부터 선택될 수 있다.

MMSE 스코어에 추가로, 대상체는 또한 APOE4 대립유전자 (예: APOE4에 대한 동형 또는 이형)의 존재와 같은 특정 유전적 인자를 갖거나 뇌 아밀로이드의 존재와 같은 다른 아밀로이드 마커, 또는 이들 둘 다를 가질 수 있다. 본원에 기재된 대상체는 또한 적어도 하나의 APOE의 ε4 대립유전자를 가질 수 있다. 예를 들어, 제9 구현예에서, (예를 들어 제1, 제2, 또는 제8 구현예에서와 같이) 본원에 기재된 구현예에서 치료되는 대상체는 치료 전에 APOE4 이형이고; 임의로, 화학식 I의 화합물은 제3, 제4, 제5, 제6, 또는 제7 구현예에 기재된 임의의 것으로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 제10 구현예에서, (예를 들어 제1, 제2, 또는 제8 구현예에서와 같이) 본원에 기재된 구현예에서 치료되는 대상체는 치료 전에 APOE4 동형이고; 임의로, 화학식 I의 화합물은 제3, 제4, 제5, 제6, 또는 제7 구현예에 기재된 임의의 것으로부터 선택될 수 있다. 용어 "APOE4에 대한 이형" 및 "APOE4 이형"은 상호교환가능하게 사용되고, 하나의 APOE4 대립유전자를 갖는 대상체를 지칭한다. 용어 "APOE4에 대한 동형", "APOE4 동형", "APOE4/4에 대한 동형", 및 "APOE4/4 동형"은 상호교환가능하게 사용되고, 2개의 APOE4 대립유전자를 갖는 대상체를 지칭한다. 제10 구현예의 보다 구체적 양태에서, 대상체는 그가 또는 그녀가 APOE4 동형이고 22-28의 MMSE 스코어를 갖는 경우에 치료에 대해 선택된다.

제11 구현예에서는, 그를 필요로 하는 대상체에게 화학식

의 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염; 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 대상체 (예: 두부 외상으로 인한 AD 또는 치매를 갖는 대상체)에서의 알츠하이머병 또는 인지 감퇴의 예방 방법이 본원에서 제공된다.

제12 구현예에서는, 제11 구현예에서의 대상체가 하기 중 하나 이상이 존재하는 경우에 예방을 필요로 한다: a) 대상체에서의 3-SPA의 수준이 소정의 기저선 임계치 미만임; b) 대상체가 적어도 하나의 ApoE4 대립유전자를 가짐; 또는 c) 대상체가 알츠하이머병의 가족력을 가짐. 대안적으로, 제11 구현예에서의 대상체는 하기 중 하나 이상이 존재하는 경우에 예방을 필요로 한다: a) 대상체에서의 3-SPA의 수준이 소정의 기저선 임계치 미만임; b) 대상체가 적어도 2개의 ApoE4 대립유전자를 가짐; 또는 c) 대상체는 알츠하이머병의 가족력을 가짐.

제13 구현예에서는, 치매 예방을 필요로 하는 대상체에게 화학식

의 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염; 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 제약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 대상체 (예: 두부 외상으로 인한 AD 또는 치매를 갖는 대상체)에서의 치매 예방 방법이 본원에서 제공된다.

제14 구현예에서는, 제13 구현예에서의 치매가 두부 손상 (예: 두부 외상)과 관련된다. 두부 손상은 외부 힘이 두부를 타격하여 뇌를 두개골 내에서 격렬히 이동시키는 경우에 나타난다. 이 힘은 떨림, 뒤틀림, 타박상 (좌상), 또는 뇌 운동의 갑작스러운 변화 (뇌진탕)를 유발할 수 있다. 심지어 비교적 경증 두부 손상도 연장된 또는 영구적 인지 감퇴를 유발할 수 있음을 이해할 것이다.

제15 구현예에서는, 제13 구현예에서의 치매가 두부 손상과 관련되고, 대상체에서의 3-SPA의 수준이 소정의 기저선 임계치 미만인 경우에 제13 구현예에서의 대상체가 예방을 필요로 한다.

하나의 양태에서, (예를 들어 제1 내지 제10, 제12, 및 제15 구현예에서와 같이) 기재된 방법의 대상체 중에 존재하는 3-SPA의 농도는 뇌척수액의 샘플로부터 결정된다. 따라서, 하나의 양태에서, 대상체에서의 3-SPA의 소정의 기저선 임계치는 AD의 증상을 나타내기 전에 및/또는 대상체의 MMSE가 30이었던 시점에 얻어진 대상체의 뇌 척수액 (CSF)에서의 3-SPA의 기저선 농도이다.

(예를 들어, 제1 내지 제10, 제12, 및 제15 구현예에서와 같이) 본 발명의 방법에서 "소정의 기저선 임계치", "소정의 기저선 수준", 또는 "특정 기저선 수준"은 상호교환가능하게 사용되고, 하기 중 하나 이상을 지칭한다: (1) 다양한 정도의 중증도의 알츠하이머병을 갖는 대상체의 랜덤 집단 ("랜덤 AD 집단")에서 3-SPA의 농도와 MMSE 스코어 사이의 최적합선에서 30의 MMSE에 대해 결정된 3-SPA CSF 농도 (±10%) 값; (2) MMSE ≤29에 대해 랜덤 AD 집단에서 결정된 최고 3-SPA CSF 농도 (± 10%); (3) AD의 임의의 증상을 나타내기 전에 결정된 대상체 자체의 3-SPA CSF 농도 (± 5%); (4) 연령-일치된 정상적 (비-AD) 집단에서 결정된 평균 3-SPA CSF 농도 (± 5%); (5) 대상체가 일정 범위의 MMSE 스코어 내에 있음으로써 추가로 선택되는 구현예에 대하여, 하기 중 보다 높은 것: (a) 랜덤 AD 집단에서 3-SPA의 농도와 MMSE 스코어 사이의 최적합선에서 30의 MMSE에 대해 결정된 3-SPA CSF 농도 (±10%) 값; 또는 (b) 선택 범위 내의 최저 MMSE 스코어 이상의 MMSE 스코어에 대해 랜덤 AD 집단에서 결정된 최고 3-SPA CSF 농도 (± 10%) (예를 들어, 선택이 22-28의 MMSE 스코어를 필요로 하는 경우, (b)는 22 이상의 MMSE 스코어에 대해 랜덤 AD 집단에서 결정된 최고 3-SPA CSF 농도 (± 10%)임); (6) 대상체의 랜덤 집단에서 3-SPA의 농도와 MMSE 스코어 사이의 최적합선에 의해 결정된 대상체의 MMSE 스코어에 대한 3-SPA CSF 농도 (±10%) 값. 달리 지시되지 않는 한, 상기 파라미터 중 임의의 것을 사용하여 얻어진 소정의 기저선 임계치에 대한 값은, 치료되는 대상체에 대해 덜 또는 더 포함적이 되도록, 또한 위양성 또는 위음성의 수를 감소시키도록 10%까지 감소 또는 증가될 수 있다. 알츠하이머병을 갖는 대상체의 랜덤 집단은 이들의 알츠하이머병의 중증도의 정도 (예: 인지 감퇴의 정도 또는 이들의 MMSE 스코어), 연령, 체중, 일반적 건강, 성별, 식이 등에 의한 AD 환자의 랜덤 선택된 샘플링이고, 예를 들어, 적어도 10, 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25, 적어도 50, 적어도 75, 적어도 100, 적어도 500, 적어도 1000명의 대상체를 포함할 수 있다. 그러나, 하나의 양태에서, 대상체의 집단은 85세 이하의 평균 연령을 갖는다. 다른 양태에서, 대상체의 집단은 65-85세의 평균 연령을 갖는다. 또한 다른 양태에서, 대상체의 집단은 58세 이상의 평균 연령을 갖는다. 일부 양태에서, 선택 기준이 추가로 ApoE4 상황를 포함하는 경우, 최적합선이 유래되는 또는 3-SPA CSF 농도의 최고 수준을 결정하는 다양한 정도의 중증도의 알츠하이머병을 갖는 대상체의 랜덤 집단은 ApoE4 상황 선택 기준과 동일한 ApoE4 상황를 갖는 AD 대상체로 제한된다.

하나의 양태에서, (예를 들어 제1 내지 제10, 제12, 및 제15 구현예에서와 같이) 본 발명의 방법에서 3-SPA의 소정의 기저선 임계치는 25 ng/ml 미만 (예: 20 ng/ml 미만, 15 ng/ml 미만, 12 ng/ml 미만, 10 ng/ml 미만, 8 ng/ml 미만, 6 ng/ml 미만, 5 ng/ml 미만, 4 ng/ml 미만, 3 ng/ml 미만, 2.9 ng/ml 미만, 2.8 ng/ml 미만, 2.7 ng/ml 미만, 2.6 ng/ml 미만, 2.5 ng/ml 미만, 2.4 ng/ml 미만, 2.3 ng/ml 미만, 2.2 ng/ml 미만, 2.1 ng/ml 미만, 2.0 ng/ml 미만)의 대상체에서의 3-SPA 농도로서 정의된다. 다른 양태에서, 3-SPA의 소정의 기저선 임계치는 2.0 ng/ml 내지 25 ng/mL (예: 7 ng/ml 내지 25 ng/mL, 8 ng/ml 내지 25 ng/mL, 9 ng/ml 내지 25 ng/mL, 6 ng/ml 내지 24 ng/mL, 또는 6 ng/ml 내지 23 ng/mL)의 대상체에서의 3-SPA 농도로서 정의된다.

하나의 양태에서, (예를 들어 제1 내지 제10, 제12, 및 제15 구현예에서와 같이) 본 발명의 방법에서 3-SPA의 소정의 기저선 임계치는 22-28의 MMSE 스코어 또는 22-26의 MMSE 스코어; 및 5 ng/ml 미만, 4 ng/ml 미만, 3 ng/ml 미만, 2.9 ng/ml 미만, 2.8 ng/ml 미만, 2.7 ng/ml 미만, 2.6 ng/ml 미만, 2.5 ng/ml 미만, 2.4 ng/ml 미만, 2.3 ng/ml 미만, 2.2 ng/ml 미만, 2.1 ng/ml 미만, 또는 2.0 ng/ml 미만의 3-SPA 농도 (예를 들어 CSF에서)를 갖는 대상체로서 정의된다. 다른 양태에서, (예를 들어 제1 내지 제10, 제12, 및 제15 구현예에서와 같이) 본 발명의 방법에서 3-SPA의 소정의 기저선 임계치는 22-28의 MMSE 스코어 또는 22-26의 MMSE 스코어 및 2-4 ng/mL의 3-SPA 농도 (예를 들어 CSF에서)를 갖는 대상체로서 정의된다.

제16 구현예에서는, 대상체에게 유효량의 본원에 정의된 바와 같은 화학식 I을 갖는 화합물을 투여하는 것을 포함하며, 여기서 대상체는 30의 MMSE 스코어를 갖고, APOE4에 대해 동형이고, MCI를 지시하는 비정상적 FCSR 기억력 시험을 갖는 것인, AD를 앓고 있는 대상체의 치료 방법이 본원에서 제공된다. 비정상적 FCSR의 분류에 대하여, 예를 들어, 하기 참조: E. Grober, R.B Lipton, C. Hall 등; Neurology 2000; 54: 827-832.

제17 구현예에서는, 대상체에게 화학식

의 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염; 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 것을 포함하며, 여기서 대상체는 30의 MMSE 스코어를 갖고, APOE4에 대해 동형이고, MCI를 지시하는 비정상적 FCSR 기억력 시험을 갖는 것인, AD를 앓고 있는 대상체의 치료 방법이 본원에서 제공된다.

제18 구현예에서는,

a) 22-28의 MMSE 스코어를 갖는 대상체를 선택하고;

b) 선택된 대상체에게 유효량의 화학식:

을 갖는 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 것

을 포함하는, AD를 앓고 있는 대상체의 선택 및 치료 방법이 본원에서 제공된다.

제19 구현예에서는,

a) APOE4 동형 또는 APOE4 이형인 대상체를 선택하고;

b) 선택된 대상체에게 유효량의 화학식:

제20 구현예에서는,

a) 22-28의 MMSE 스코어를 갖고 APOE4 동형 또는 APOE4 이형인 대상체를 선택하고;

b) 선택된 대상체에게 유효량의 화학식:

제18 내지 제20 구현예의 일부 양태에서는, 대상체가 22-26의 MMSE 스코어를 갖는 경우에 대상체가 선택된다. 제18 내지 제20 구현예의 일부 양태에서는, 대상체가 APOE4 동형인 경우에 대상체가 선택된다. 제18 내지 제20 구현예의 일부 양태에서는, 대상체가 APOE4 동형이고 22-28의 MMSE 스코어를 갖는 경우에 대상체가 선택된다. 제18 내지 제20 구현예의 일부 양태에서는, 대상체가 APOE4 동형이고 22-26의 MMSE 스코어를 갖는 경우에 대상체가 선택된다.

제21 구현예에서는, a) 치료 전에 19 초과 (예: 20 초과, 21 초과, 22 초과, 23 초과, 24 초과, 25 초과, 또는 26 초과)의 MMSE 스코어를 갖는 대상체를 선택하고; 선택된 대상체에게 유효량의 화학식:

을 갖는 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 것을 포함하는, AD를 앓고 있는 대상체의 선택 및 치료 방법이 본원에서 제공된다. 또 다른 양태에서는, a) 치료 전에 16 내지 30의 MMSE 스코어 (예: 22 내지 30의 MMSE 스코어, 22 내지 28의 MMSE 스코어, 16 내지 19의 MMSE 스코어, 18 내지 26의 MMSE 스코어, 20 내지 26의 MMSE 스코어, 또는 22 내지 26의 MMSE 스코어)를 갖는 대상체를 선택하고; 선택된 대상체에게 유효량의 화학식:

을 갖는 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 것을 포함하는, AD를 앓고 있는 대상체의 선택 및 치료 방법이 본원에서 제공된다.

제22 구현예에서는, 그를 필요로 하는 대상체에게 유효량의 화학식:

을 갖는 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 것을 포함하는, AD의 예방 방법이 본원에서 제공된다.

제23 구현예에서는, 그를 필요로 하는 대상체에게 유효량의 화학식:

을 갖는 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염을 투여하는 것을 포함하는, 무증상인, 그러나 AD 또는 인지 감퇴의 위험에 있는 대상체에서의 인지 감퇴의 예방 방법이 본원에서 제공된다. 위험에 있는 대상체는, 예를 들어, APOE4/4 (또는 APOE4 및 APOE4/4 둘 다)의 존재, 고령, 또는 가족성 인지 감퇴의 패턴, 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함한다.

무증상인, 그러나 AD 또는 인지 감퇴의 위험에 있는 대상체에서의 AD의 예방 또는 인지 감퇴의 예방과 관련하여, 본 발명자들은 하기에 나타낸 데이터로부터, 3-SPA가 독성 올리고머의 형성을 예방 또는 억제하는 데 있어 뇌에서 항상 활성임을 가정한다. 따라서, 3-SPA의 양이 적을수록, 대상체가 인지 감퇴를 발달시키는 또는 이를 보다 조기에 발달시키는 민감성이 더 크다. 본원에 기재된 것들과 같은 화합물의 투여는 뇌에서 더 많은 3-SPA를 생성할 것이다. 이는 또한, Aβ 올리고머의 일관적인 및/또는 향상된 억제를 확립하고, 이로써 AD 또는 인지 감퇴의 예방을 제공할 것이다.

용어 "대상체" 및 "환자"는 상호교환가능하게 사용된다. 하나의 양태에서, 대상체는 인간이다. 일부 양태에서, 대상체는 연령 85세 이하의 인간이다. 다른 양태에서, 대상체는 연령 65-85세의 인간이다. 또한 다른 양태에서, 대상체는 연령 58세 이상의 인간이다.

3-술포프로판산 및 3-SPA는 상호교환가능하게 사용되고, 구조

뿐만 아니라 일가- (

) 또는 이가-이온성 (

) 염 형태를 갖는 화합물을 지칭하며, 여기서 X⁺는 나트륨 등의 반대 이온이다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "치료하다", "치료하는" 또는 "치료"는 AD 등의 신경변성 질환, 또는 그와 관련된 하나 이상의 증상의 진행의 역전, 경감, 또는 억제를 의미한다.

대상체가 AD를 앓고 있는지를 결정하는 인자는, 예를 들어, 대상체의 MMSE 스코어, 뇌 아밀로이드의 존재 (예를 들어 PET 이미징에 의해 결정됨), 대상체의 CDR 스코어, 경도 인지 장애와 일치하는 FCSR 기억력 시험 결과, 또는 A베타-40, A베타-42, 타우 단백질, 또는 A베타 올리고머, 또는 이들의 조합 등의 뇌척수액 (CSF)에서의 아밀로이드의 뇌 생체마커의 동정 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 대상체는 하기 경우에 AD를 앓고 있는 것이다: 1) 대상체가 APOE4에 대하여 동형이고 인지 증상을 가짐; 2) 대상체가 APOE4에 대하여 동형이고 주관적 기억 손상, MCI, 또는 30의 MMSE를 갖고, 대상체가 비정상적 FCSR을 가짐; 3) 대상체 대상체가 APOE4에 대하여 동형이고 MCI 등의 조기 AD 증상 또는 26-30의 MMSE 및 0.5의 CDR 총괄 스코어를 가짐; 4) 대상체가 APOE4에 대하여 이형(heterozygous)이고 20 미만의 MMSE를 가짐; 5) 대상체가 APOE4에 대하여 이형이고 20 이상의 MMSE를 갖고, 대상체가 본원에 기재된 방법 중 하나 이상 (예: PET 이미징 또는 A베타-40, A베타-42, 및 타우 단백질로부터 선택된, 또는 A베타 올리고머에 대한 CSF 생체마커)에 의해 결정시 뇌 아밀로이드를 가짐; 또는 6) 대상체가 APOE4 음성이고 대상체가 20 이상의 MMSE 스코어 또는 20 미만의 MMSE 스코어를 갖고 대상체가 본원에 기재된 방법 중 하나 이상 (예: PET 이미징 또는 A베타-40, A베타-42, 및 타우 단백질로부터 선택된, 또는 A베타 올리고머에 대한 CSF 생체마커)에 의해 결정시 뇌 아밀로이드를 가짐. 비정상적 FCSR의 분류에 대하여, 예를 들어, 하기 참조: E. Grober, R.B Lipton, C. Hall 등; Neurology 2000; 54: 827-832.

"유효량" 또는 "유효 용량"은 AD 등의 신경변성 질환을 치료하기에 충분한 화합물의 양이다. 유효량은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 예를 들어, 신경변성 질환의 중증도, 투여 경로, 환자의 성별, 연령 및 일반적 건강 상태, 부형제 사용, 다른 작용제의 사용 등의 다른 치료적 처치와의 공동-사용 가능성 및 치료 의사 또는 다른 의료 제공자의 판단에 따라 달라질 수 있다. 본원에 기재된 방법에서 유용한 화합물의 예시적 유효량은 하기에 제공된다. 일부 양태에서, 유효량은 CSF 3-SPA 농도를 소정의 기저선 임계치 초과로 증가시키는 양이다. 보다 구체적 양태에서, 유효량은 CSF 3-SPA 농도를 소정의 기저선 임계치의 1.1X, 1.2X, 1.3X, 1.4X, 1.5X, 2X, 2.5X, 3X, 4X, 5X, 또는 그 초과로 증가시키는 양이다.

용어 "제약학적으로 허용가능한 염"은 본원에 기재된 화합물 상의 염기성 기 (예: 아미노 기) 또는 산성 기 (예: 술폰산)의 염이다. 염기성 기의 예시적 염은 술페이트, 시트레이트, 아세테이트, 옥살레이트, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 니트레이트, 비술페이트, 포스페이트, 산 포스페이트, 이소니코티네이트, 락테이트, 살리실레이트, 산 시트레이트, 타르트레이트, 올레에이트, 탄네이트, 판토테네이트, 비타르트레이트, 아스코르베이트, 숙시네이트, 말레에이트, 겐티시네이트, 푸마레이트, 글루코네이트, 글루코로네이트, 사카레이트, 포르메이트, 벤조에이트, 글루타메이트, 메탄술포네이트, 에탄술포네이트, 벤젠술포네이트, p-톨루엔술포네이트, 캄포르술포네이트, 및 파모에이트 (즉, 1,1'-메틸렌-비스-(2-히드록시-3-나프토에이트)) 염을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 산성 기의 예시적 염은 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 알루미늄, 크로뮴, 철, 구리, 아연, 카드뮴, 암모늄, 구아니디늄, 피리디늄, 및 유기 암모늄 염을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.

"제약학적으로 허용가능한"은, 합리적 이익/위험 비율에 맞게, 과도한 독성, 비상용성, 불안정성, 자극, 알레르기 반응 등을 갖지 않으면서 인간 및 하등 동물의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합한, 용어가 나타내는 약물, 약제, 불활성 성분 등을 지칭한다. 하나의 양태에서, 제약학적으로 허용가능함은 동물에서의, 또한 보다 특별하게는 인간에서의 사용에 대한, 미국 연방 또는 주 정부의 규제 기관에 의해 승인된 또는 승인가능한 또는 미국 약전 또는 다른 일반적으로 인식되는 약전에 열거된 화합물 또는 조성물을 지칭한다.

용어 "제약학적으로 허용가능한 담체"는 제제화되는 화합물의 약리 활성을 파괴하지 않는 비-독성 담체, 아주반트, 또는 비히클을 지칭한다. 본원에 기재된 조성물에서 사용될 수 있는 제약학적으로 허용가능한 담체는 이온 교환제, 알루미나, 스테아르산알루미늄, 레시틴, 혈청 단백질, 예컨대 인간 혈청 알부민, 완충제 물질, 예컨대 포스페이트, 글리신, 소르브산, 소르브산칼륨, 포화 식물 지방산의 부분적 글리세리드 혼합물, 물, 염 또는 전해질, 예컨대 프로타민 술페이트, 인산수소이나트륨, 인산수소칼륨, 염화나트륨, 아연 염, 콜로이드성 실리카, 삼규산마그네슘, 폴리비닐 피롤리돈, 셀룰로스계 물질, 폴리에틸렌 글리콜, 나트륨 카르복시메틸셀룰로스, 폴리아크릴레이트, 왁스, 폴리에틸렌-폴리옥시프로필렌-블록 중합체, 폴리에틸렌 글리콜 및 양모지를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.

본원에 기재된 조성물은 경구로, 비경구로, 흡입 스프레이에 의해, 국소적으로, 직장으로, 비내로, 협내로, 질내로, 또는 이식된 저장소를 통해 투여될 수 있다. 용어 "비경구"는 본원에서 사용되는 바와 같이 피하, 정맥내, 근육내, 관절내, 활액내, 흉골내, 척수강내, 간내, 병변내 및 두개내 주사 또는 주입 기술을 포함한다. 액체 투여 형태, 주사 조제물, 고체 분산액 형태, 및 화합물의 국소 또는 경피 투여를 위한 투여 형태가 본원에 포함된다. 하나의 양태에서, 투여는 경구 투여이다.

투여 방법은 본원에 기재된 질환을 치료하기에 또는 그의 중증도를 완화시키기에 효과적인 양 및 투여 경로를 사용할 수 있다. 필요한 정확한 양은, 대상체의 종, 연령, 및 일반적 상태, 감염의 중증도, 특정 작용제, 그의 투여 방식 등에 따라, 대상체마다 다를 것이다. 제공된 화합물은 바람직하게는 용이한 투여 및 투여량의 균일성을 위해 단위 투여 형태로 제제화된다. 예를 들어, 제공된 화합물은, 화합물의 0.01 - 100 mg/kg 체중/일의 투여량이 이들 조성물을 수용하는 환자에게 투여될 수 있도록 제제화될 수 있다. "단위 투여 형태"라는 표현은 본원에서 사용되는 바와 같이 치료될 환자에 대하여 적절한 물리적으로 별개의 단위를 지칭한다. 그러나, 본 개시내용의 화합물 및 조성물의 총 1일 사용량은 타당한 의학적 판단 범위 내에서 담당 의사에 의해 결정될 것임을 이해할 것이다. 임의의 특정 환자 또는 유기체에 대한 특정 유효 용량 수준은 치료되는 장애 및 장애의 중증도; 사용되는 특정 화합물의 활성; 사용되는 특정 조성물; 환자의 연령, 체중, 일반적 건강, 성별 및 식이; 투여 시간, 투여 경로, 및 사용되는 특정 화합물의 배설 속도; 치료의 지속기간; 사용되는 특정 화합물과 조합되어 또는 동시에 사용되는 약물, 및 의료 업계에서 널리 공지되어 있는 유사 인자를 포함한 다양한 인자에 따라 달라질 것이다.

임의의 특정 환자에 대한 특정 투여량 및 치료 요법은 연령, 체중, 일반적 건강, 성별, 식이, 투여 시간, 배설 속도, 약물 조합, 치료 의사의 판단, 및 치료되는 특정 질환의 중증도를 포함한 다양한 인자에 따라 달라질 것임이 또한 이해되어야 한다. 조성물 중의 제공된 화합물의 양은 또한 조성물 중의 특정 화합물에 따라 달라질 것이다. 예시적 요법은 하기에 제공된다.

실시예

1.방법

인간 CSF 샘플 수집 및 가공처리

개개의 CSF 샘플을 다양한 신경변성 질환으로 인한 인지 장애 (15-30의 MMSE 범위)를 갖는 64명의 남성 및 여성 대상체로부터 얻었다 (기술적 특징은 표 1에 요약함). 이들 환자는 체코 공화국 프라하의 카렐 대학(Charles University)의 신경과 인지 센터, 제2 의학부 및 모톨 대학 병원(Motol University Hospital)에 의뢰되었다. 하기 상태를 갖는 것으로 임상 진단된 환자로부터 64개의 샘플을 얻었다: 알츠하이머 치매 (AD 치매; n=14), AD로 인한 경도 인지 장애 (AD로 인한 MCI, n=20), 혼합형 치매 (n=3), 루이소체병 (LBD; n=1), 전두측두엽 변성 (FTLD; n=18), 경도 인지 장애 of 기타 병인 (MCI 기타; n=7) 및 진행성 핵상 마비 (n=3). MRI 상의 합류 혈관 변화가 존재하는 경우 (파제카스 스케일(Fazekas scale) 2 및 3) 혈관 질환이 고려되었다. 비외상성 니들을 사용하여 척추체 L3-L5 사이의 양와위에서의 요추 천자에 의해 12 ml의 CSF를 취출하였다. 요추 천자는 8 am 내지 11 am에 수행하였고, 혈청 샘플 수집 직후에 실시하였다. CSF를, 실온에서 2000 RPM으로 5분 동안 스피닝이 수행되는 동일한 층에 위치하는 CSF lab으로 이동시켰다. 원심분리 후, 0.5 ml 튜브를 사용하여 CSF를 분취하고, -80℃에서 즉시 저장하였다. 단지 폴리프로필렌 튜브를 CSF 취출 및 저장에 사용하였다. CSF 취출, 스피닝 및 동결 사이의 가공처리 시간을 표준화하였고, 합계가 45을 초과하지 않았다.

샘플을 동결기로부터 취출하고, 드라이 아이스 상에서 Nextcea Inc (미국 매사추세츠주 워번)로 배송하고, 수령 후 -80℃를 유지하도록 동결기 세트 내에 저장하였다. 대상체가 체코 공화국의 윤리 지침에 따라, 또한 폭넓게 인식되는 합의 프로토콜에 따라 사전 동의서에 서명한 후 CSF 수집 및 저장을 수행하였다 (Viola 등, Amyloid β oligomers in Alzheimer's disease pathogenesis, treatment, and diagnosis. Acta Neuropathol 2015; 129:183-206; 및 Vanderstichele 등 Standardization of preanalytical aspects of cerebrospinal fluid biomarker testing for Alzheimer's disease diagnosis: A consensus paper from the Alzheimer's Biomarkers Standardization Initiative. Alzheimers Dement 2012; 8(1):65-73). 상업적 ELISA 키트 (Innogenetics NV, 벨기에 헨트)를 치매 생체마커 분석 (Aβ1-42, 타우 단백질, 및 포스포-타우)에 사용하였고, 입증 연구로부터 유래된 컷오프 값을 사용하였다. 3상 북미 AD 시험의 제78주에 150 mg BID 용량의 트라미프로세이트를 수용한 12명의 환자에서 3-SPA의 CSF 농도를 또한 정량화하였다.

LC-MS/MS에 의한 인간 CSF에서의 3-SPA의 동정 및 정량화

LC-MS 및 LC-MS/MS 방법을 사용하여, Nextcea에 의해 CSF 샘플 분석을 수행하였다. 총 64개의 인간 CSF 샘플을 Nextcea에서 분석을 위해 수령하였다.

유도체화 및 LC-MS/MS 방법

3-SPA 참조 물질 및 인간 CSF 샘플을 N-에틸-N'-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드 (EDC) 및 2,2,2-트리플루로 에틸아민 (TFEA)과 혼합하였다. 샘플을 와류시키고, 30 min 동안 실온에서 반응시켰다. 반응을 4500 rpm으로 5분 동안 원심분리하였다. 상청액을 분석을 위해 새로운 플레이트로 전달하였다. LC-MS 및 LC-MS/MS를 사용하여 3-SPA를 동정하고 특성화하였다. Shimadzu 오토샘플러 및 UPLC 펌프를 사용하여 Thermo Scientific AQUASIL 5 μm, 50 x 2.1 mm 컬럼 상에서 주입을 수행하였다. 이동 상 A는 물 중 0.1% 트리플루오로아세트산 (v/v)이었다. 이동 상 B는 90/10 아세토니트릴/물 (v/v) 중 0.1% 포름산이었다. 유량은 0.35 mL/min이었다. 샘플 당 총 진행 시간은 4 min이었다. API 6500 삼중 사극자 질량 분광계를 검출에 사용하였다. 네가티브 LC-MS 및 LC-MS/MS 모드로 데이터를 획득하였다. EDC 및 TFEA로 유도체화된 인간 CSF 및 미정제 네이티브 물질 중의 3-SPA의 대표적 크로마토그램이 도 7, 도 8 패널 A, 및 도 8 패널 B에 나타나 있다. Analyst 소프트웨어 (AB Sciex, 미국 캘리포니아주 포스터 시티)를 사용하여 LC-MS 및 LC-MS/MS 데이터를 획득하였다. LC-MS/MS 방법에 대한 LOQ는 0.1 ng/ml였고, 동적 범위는 0.1 내지 1000 ng/ml였다 (r=0.99688 및 % CV 5.8% ± 2.0; 파일 상의 데이터). 크로마토그래피 체류 시간의 일치 및 인증된 3-SPA 참조 표준 (Paraza Pharma (캐나다 몬트리얼)에 의해 합성됨)에 대한 LC-MS/MS 전이 이온의 공동-용출에 의해 인간 CSF에서 3-SPA를 동정하였다.

3-SPA 분자 모델링 및 분자 동력학 시뮬레이션

슈뢰딩거 스위트 (

, 미국 뉴욕주 뉴욕)를 사용하여 모든 분자 모델링을 수행하였다. Desmond를 사용하여 분자 동력학 시뮬레이션을 진행시켰다. 하기 참조: Vanderstichele 등 Standardization of preanalytical aspects of cerebrospinal fluid biomarker testing for Alzheimer's disease diagnosis: A consensus paper from the Alzheimer's Biomarkers Standardization Initiative. Alzheimers Dement 2012; 8(1):65-73. GeForce GTX Titan Black GPU (그래픽스 프로세싱 유닛) 카드 상에서 시뮬레이션을 진행시켰다. OPLS 3.0 (Optimized Potential for Liquid Simulations) 포스 필드 (Hort 등, The liquor tau protein and beta amyloid in Alzheimer's disease. Cesk Slov Neurol N 2007; 70(1):30-36)를 사용하여 모든 상호작용을 모델링하고, SPC 모델을 물에 대해 사용하였다. Protein Data Bank (PDB)로부터의 1IYT Aβ42 NMR 구조를 분자 동력학 시뮬레이션에 대한 출발점으로서 사용하였다. 이 구조는 주로 알파 나선이고, 비극성 환경에서의 펩티드에 대해 대표적인 것이다. 슈뢰딩거 시스템 셋업 툴을 사용하여 펩티드 주위에 물의 20 옹스트롬 박스 또는 물 중 1% 3-SPA의 혼합 용매 박스를 첨가하였다. 이온을 첨가하여 전체 시스템의 전하를 중화시켰다. 시뮬레이션을 평형화시키고 주기적 경계 조건으로 NPT 조건 (상수 (N) 압력 (P) 및 온도 (T) 하에 진행시켰다. Nose-Hoover Thermostat 및 Martina-Tobias-Klein 바로스탯을 사용하여 각각 온도 및 압력을 제어하였다. 시뮬레이션을 각각 100 나노초 동안 3회 반복 진행시키고, 분석을 위해 결과를 컴파일링하였다. ProDy (Shivakumar 등, Improving the Prediction of Absolute Solvation Free Energies Using the Next Generation OPLS Force Field. J. Chem. Theory Comput 2012; 8:2553-8)를 사용하여 주성분 분석을 수행하였고, 커스텀 피톤 스크립츠(custom python scripts)를 사용하여 플롯팅하였다.

이온 이동도 질량 분광측정법 (IMS MS)

Waters Synapt G2-S를 사용하는 질량 분광측정법에 사용된 조건은 하기와 같았다: 감도 모드에서 양극성, 모세관 = 2.5 kV, 네뷸라이저 = 2 mbar, 소스 온도 = 80℃, 탈용매화 온도 = 60℃, 샘플 콘 셋팅 = 35 V, 소스 오프셋 셋팅 = 60 V, 및 질량 범위 = 500 내지 4000 m/z. 데이터의 일관성을 보장하고 우선적 이온화 조건으로 인한 올리고머의 검출에 대한 영향을 피하기 위해 이들 조건을 연구 전반에 걸쳐 유지하였다.

Protea PM-1000 시린지 펌프 및 Hamilton 1 mL 시린지를 사용하여 10 μL/min의 유량으로 샘플을 직접 질량 분광계 내로 주입하였다. 진행파 이온 이동도를 갖는 Waters Synapt G2-S 사극자 비행 시간 질량 분광계 (Q-TOF MS) (Waters Corp., 미국 매사추세츠 밀포드)를 사용하여 아밀로이드 펩티드의 데이터 획득을 수행하였다. 시스템 감도 모드를 사용하여 데이터를 획득하여 보다 덜 풍부한 올리고머의 검출을 가능하게 하였다. IMS MS 연구를 Protea, Inc. (미국 웨스트버지니아주 모간타운)에서 수행하였다.

샘플 제조

1 mg의, BioLegend로부터의 재조합 인간 Aβ42 (99% 순도, 카탈로그 번호 843801)를 200 μL의 Fisher Optima LC/MS 등급수 (카탈로그 번호 W6-1) 중에서 재구성하고, 2분 동안 활발히 와류시켜 펩티드를 가용화시켜 5 mg/mL 용액을 생성하였다. 이어서, 샘플을 인큐베이션 전에 22 pmol/μL의 최종 농도로 희석하였다. 이어서, 샘플 혼합물을 실온에서 0, 4 및 24시간 동안 인큐베이션하였다. 인큐베이션된 샘플의 획득이 완료된 후, DriftScover v2.7과 Waters MassLynx v2.4 스위트를 사용하여 원(raw) 데이터를 분석하여 펩티드에 대한 표류 시간을 가시화하였다.

Aβ42 종 특성화

물 중 22 pmol/μL로의 직접 주입에 의해 IMS MS를 사용한 Aβ42 종 특성화를 수행하였다. 펩티드를 물 중에서 제조하여 펩티드의 네이티브 상태 형상을 유지하고, 이온 이동도 데이터 획득을 수행하여 네이티브 상태 단량체 및 인큐베이션 동안 형성되었을 수 있는 임의의 올리고머의 형상 변화를 검출하고 특성화하였다.

3-SPA IMS MS 결합 연구

진행파 이온 이동도를 갖는 Waters Synapt G2-S 사극자 비행 시간 질량 분광계 (Q-TOF MS) (Waters Corp., 미국 매사추세츠 밀포드)를 사용하여 Aβ42 펩티드에 대한 데이터 획득을 수행하였다. 시스템 감도 모드를 사용하여 데이터를 획득하여 보다 덜 풍부한 올리고머의 검출을 가능하게 하였다. 샘플을 상기와 같이 실온에서 주입하였다.

1 mg의 3-SPA를 1 mL의 Fisher Optima LC/MS 등급수 (카탈로그 번호 W6-1) 중에서 재구성하고, 완전히 용해될 때까지 2분 동안 활발히 와류시켰다. 이어서, 샘플을 희석하여 220 pmol/μL, 및 22,000 pmol/μL 용액을 생성하여 Aβ42 펩티드와의 결합 실험에 대하여 100배, 및 1,000배 몰 과량을 수행하였다.

1 mg의 재조합 인간 Aβ42 펩티드를 200 μL의 Fisher Optima LC/MS 등급수 중에서 재구성하고, 활발히 와류시켜 5 mg/mL 용액을 가용화시켰다. 이어서, 샘플을 인큐베이션 전에 그의 최종 농도로 희석하였다. 샘플 혼합물을 실온에서 0, 4 및 24시간 동안 인큐베이션한 후, 상기에 기재된 바와 같이 분석하였다.

스프라그-돌리(Sprague-Dawley) (SD) 래트에서의 3-SPA의

약동학, 경구 흡수 및 뇌 노출

3-SPA의 경구 및 iv 약동학을 남성 스프라그-돌리 금식 래트에서 각각 30 mg/kg 및 10 mg/kg의 용량으로 평가하였다 (그룹 당 n=3). 동물을 표준 시설에서 하우징하고, 실험에 대하여 임의대로 물 및 음식을 제공하였다. 3-SPA를 염수 중에 용해시키고, 위관영양에 의해 경구로, 또한 볼루스로서 정맥내로 투여하였다. K2EDTA를 함유하는 튜브 중으로 투여 후 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8 및 24시간에 일련의 혈액 샘플 (각각 대략 1.0 mL)을 각각의 동물로부터 수집하고, 원심분리에 의해 혈장에 대해 가공처리하였다. 혈장 샘플을 생분석까지 -80℃에 저장하였다.

별도의 동물 그룹을 30 mg/kg으로 경구 투여하고, 뇌 및 CSF에서의 3-SPA의 생분석을 위해, 또한 혈장 농도에 대한 뇌 침투를 추정하기 위해, 말기 뇌, CSF 및 혈장 샘플을 1, 2, 6, 및 24 hr (각 시점에 3마리의 동물)에 수집하였다. 생전(in-life) 연구를 우수 실험실 관행(Good Laboratory Practice)의 방침대로 품질 표준에 따라 Agilux Laboratories (미국 매사추세츠주 우스터)에서 수행하였다. 래트 혈장, CSF 및 뇌의 생분석을 Nextcea에서 LC-MS/MS를 사용하여 수행하였다. 생분석을 위한 래트 뇌의 가공처리 전에, 뇌를 관류시켜 고인 혈액을 제거하였다. Winnonlin Professional v5.0.1 (Pharsight, 미국 캘리포니아주 마운틴 뷰)을 사용하여 약동학 데이터 분석을 수행하였다.

2. 결과

약물 비노출 대상체 및 트라미프로세이트-치료된 AD 환자의 CSF에서의

3-SPA의 동정 및 정량화

LC-MS/MS에 의해 인간 CSF에서 3-SPA를 동정하고 정량화하였다. 샘플을 분석 전에 EDC 및 TFEA로 유도체화하였다. 유도체화된 3-SPA 참조 표준의 생성물 이온 스펙트럼, 2-[(2,2,2-트리플루오로에틸)카르바모일]에탄-1-술폰산에 기초하여 모니터링을 위해 LC-MS/MS 전이 이온을 선택하였다. 3-SPA의 [M-H]-를 1.55 min의 체류 시간에 m/z 234.1에서 인간 CSF에서 검출하였다. 2개의 LC-MS/MS 전이 이온을 모니터링함으로써 MS-MS 단편화 패턴을 포함한 2-[(2,2,2-트리플루오로에틸)-카르바모일]에탄-1-술폰산 유도체의 분자 피크 뿐만 아니라 산의 분자 피크를 일치시킴으로써 표준으로서의 인증된 샘플과 인간 CSF에서의 3-SPA의 구조적 일치를 수행하였다. 인간 CSF에서의 3-술포프로판산의 전이 이온 및 체류 시간은 인증된 3-술포프로판산 참조 표준과 일치하였다. 정량화를 위해 이산의 분자 피크 (234.1/80.9)의 전이 이온을 선택하였다. LC-MS/MS 검정의 LLOQ는 3-SPA에 대해 0.1 ng/mL였다. 인간 CSF에서의 3-SPA의 농도는 표 1에 제공된다. 별도의 분석에서, Bioreclamation (미국 뉴욕주 웨스트버리)로부터 얻어진 인간 CSF의 약물 비노출 샘플에서의 LC-MS/MS에 의해 3-SPA의 존재를 또한 확인하였다 (각각 n=27 및 n=88). 도 2 참조.

표 1 - 기억 결핍을 갖는 약물 비노출 환자에서 인간 CSF에서의 3-SPA의 농도

^*AD-알츠하이머병, MCI-경도 인지 장애, FTLD-전두측두엽 변성, 기타-루이소체병, 혈관성 치매, 혼합 질환

AD를 포함한 다양한 인지 장애 질환을 갖는 환자에서의 3-SPA의 수준은 4.15 내지 27.7 nM (0.64 - 4.27 ng/ml)의 범위였다 (표 1). AD 환자에서의 Aβ42 단량체의 CSF 농도 (0.04 nM 내지 0.1 nM)와 관련시 (Bakan 등, ProDy: protein dynamics inferred from theory and experiments. Bioinformatics 2011; 27:1575-7; Shaw 등 Cerebrospinal fluid biomarker signature in Alzheimer's disease neuroimaging initiative subjects. Ann Neurol 2009; 65:403-13; Pannee 등 Reference measurement procedure for CSF Abeta1-42 and the CSF Abeta1-42 /Abeta1-40 ratio - a crossvalidation study against Amyloid PET. J. Neurochem 2016; 및 Lambert 등 Diffusible, nonfibrillar ligands derived from A 1-42 are potent central nervous system neurotoxins. PNAS. 1998; 95:6448-53), 가용성 Aβ42 단량체에 비해 대략 40-700배 과량의 3-SPA가 존재하고, 이는 일부 환자에서 부분적 Aβ 항-올리고머 응집 활성이 나타날 수 있는 범위 내에 포함된다 (표 3). 또한, 트라미프로세이트 3상 시험으로부터의 환자의 서브셋의 CSF의 후향적 분석을 또한, 트라미프로세이트의 일차 대사물, 3-SPA의 존재에 대하여 평가하였다. 표 2는 CSF에서의 3-SPA 농도의 기술적 요약을 제시한다. 대사물의 농도를 제78주에 CSF 샘플이 이용가능한 6명의 환자에서 정량화하였다. 3-SPA의 평균 CSF 농도는 147 nM (범위 = 114.3 - 235.8 nM)이었고, 따라서 이는 약물 비노출 환자에서 관찰된 수준에 비해 12.6배 증가를 나타낸다.

표 2. 북미 3상 트라미프로세이트 시험에서 제78주의 3-SPA의 CSF 농도 (ng/mL)

3-SPA의 항-Aβ42 올리고머 활성

Aβ42의 높은 형상 유연성을 다루고 3-SPA와의 그의 상호작용을 특성화하기 위해, 본 발명자들은 진행파 이온 이동도를 갖는 사극자 비행 시간 질량 분광계 (Q-TOF MS)로의 이온 이동도 질량 분광측정법 (IMS)을 사용하였다. Aβ 형상 공간의 조절의 결과적 효과는 올리고머 형성의 방지이다. 본 발명자들은, 도 3 및 도 4에 지시된 바와 같이 3-SPA의 이러한 항-Aβ42 올리고머 효과의 농도 의존성 뿐만 아니라 시간-의존성을 확인하였다. Aβ42에 대한 3-SPA의 농도 과량 의존성의 요약이 표 3에 제시된다. Aβ42에 비해 100- vs 1,000배 몰 과량의 3-SPA는 Aβ42 올리고머 형성의 억제의 상이한 하위종 프로파일을 제공한다. 활성은 또한 트라미프로세이트의 동일한 과량 의존성과 비교된다. 오량체를 제외하고 Aβ42 올리고머의 형성의 거의 완전한 방지가 3-SPA에 대해 나타난다.

표 3 - 화합물:단백질의 100:1 및 1,000:1 과량 비율에서

3-SPA vs 트라미프로세이트의 항-Aβ42 올리고머 활성의 비교

Y = 예, 올리고머 종의 존재; N = 올리고머 종의 부재

기능적 최종 결과, 즉 Aβ42 올리고머 형성의 억제는 트라미프로세이트 및 그의 대사물, 3-SPA 둘 다에 대해 동일하지만, 과정의 형상 조망은 그렇지 않다. 생리적 조건 하에 이가음이온으로서의 3-SPA는 Aβ42의 아미노산 측쇄와 상호작용한다 (도 5). 이들은 Asp1, Lys16, Lys28, His13, 14의 양성자화되 아미노 기이다. 동시에, 3-SPA 이가음이온 및 Aβ42의 카르복실레이트 기의 반발력이 작용한다. 이러한 이온 상호작용의 상호수행은 Aβ42 단량체 종의 상당한 형상 변화에 기여한다.

이온 이동도 MS 데이터 및 분자 동력학 (도 3, 4, 7, 8 패널 A, 및 8 패널 B)은 3-SPA와 Aβ42 단량체의 다중-리간드 결합 상호작용을 보여준다. 3-SPA는 트라미프로세이트와 상이한 이온 상호작용을 통해 Aβ42와 상호작용한다. 흥미롭게도, 동일한 조건 하에, 상이한 이온 결합 패턴을 이용함에도 불구하고, IMS MS 및 분자 동력학으로부터의 데이터는 두 화합물로부터 정성적으로 동일한 항-Aβ42 올리고머 결과를 나타낸다. 트라미프로세이트는 시험관내에서 24시간 후 Aβ42 올리고머의 형성의 완전한 억제를 나타내었으며, 3-SPA는 동일한 시간 스케일에서 오량체의 형성 억제를 제외하고는 동일한 결과를 나타내었다. 그러나, 상세한 시간 경과 조사는 또한, 올리고머 억제의 시간-의존적 경과를 나타낸다. 4시간 후, 3-SPA는 이량체, 삼량체 및 오량체를 제외하고 올리고머의 형성을 억제한다. 지속된 24시간 노출 후, 억제되지 않은 유일한 올리고머 종은 Aβ42의 오량체였다. 이들 데이터는, 트라미프로세이트의 제1 항-올리고머 효과 후 트라미프로세이트 대사물 3-SPA의 제2 항-올리고머 효과가 이어짐을 시사한다.

래트에서 경구 투여된 3-SPA의 약동학 및 뇌 침투

각각 30 mg/kg 및 10 mg/kg의 용량 수준으로 래트에게 경구 및 정맥내 투여된, 맑은 용액으로서 염수 중에 용해된 단일 용량의 3-SPA의 혈장 농도가 도 9에 나타나 있다. 1, 2, 6, 및 24 hr에 단일 경구 용량의 30 mg/kg의 3-SPA 투여 후 뇌, CSF 및 상응하는 혈장 수준이 도 10에 나타나 있다. 약동학 파라미터의 계산을 위해 평균 PK 곡선을 사용하였다. 래트에서 3-SPA의 결과적 약동학 파라미터, 경구 생체이용률 및 뇌 침투가 표 4-6에 나타나 있다.

표 4 - 수컷 SD 래트에서 경구 3-SPA의 약동학 파라미터 (n=3)

표 5 - 수컷 SD 래트에서 iv 3-SPA의 약동학 파라미터 (n=3)

표 6 - 수컷 SD 래트에서 경구 3-SPA (30 mg/kg)의 뇌 침투

3.논의

본 발명자들의 연구로부터, 본 발명자들은 약물-비노출 대상체의 인간 뇌척수액 (CSF)에서의 3-SPA의 존재를 발견하였다. 예를 들어, 도 2 참조. 또한, 상기에 예시된 바와 같이 (예를 들어, 표 1 참조), 본 발명자들은 인지 결함을 갖는 64명의 비노출 환자에서 3-SPA의 존재를 동정하였다. 연구로부터의 평균 3-SPA 농도는 11.7 ± 4.3 nM이었다. 본 발명자들은 또한, 3-SPA가 시간 및 농도 의존적 방식 둘 다로 항-Aβ42 올리고머 효과를 끌어냄을 보여주었다. 상기에 제시된 "3-SPA의 항-Aβ42 올리고머 활성" 섹션 참조. 본 발명자들은 추가로, 3-SPA가 100% 경구 생체이용률 및 25% 뇌 침투를 나타내고, 이는 3-SPA가 잘 흡수되고 혈관 뇌 장벽을 횡단함을 지시하는 것이다. 표 4-6 참조. 종합하면, 이들 데이터는, ALZ-801 또는 트라미프로세이트의 경구 투여 후 인간 뇌에서의 보다 높은 CSF 농도가 CNS로의 대사물 3-SPA의 침투에 기인함을 시사한다.

본 발명자들은 또한 CSF에서의 3-SPA의 농도와 인지 장애의 중증도 사이의 역 상관관계를 동정하였다. 예를 들어, AD의 중증도가 감소함에 따라, 보다 높은 농도의 3-SPA가 CSF에서 나타났다. 도 6 참조. 반면, AD의 중증도가 증가함에 따라, 보다 낮은 농도의 3-SPA가 CSF에서 나타났다. 도 6 참조. 이 데이터는, 뇌에서의 3-SPA의 수준이 질환 진행의 가능성을 감소시키거나 그의 개시를 지연시키는 데 있어 중요한 역할을 함을 시사한다. 충분한 수준의 3-SPA의 유지, 또는 보다 낮은 수준의 3-SPA의 증가는, 부분적으로, AZL-801, 트라미프로세이트, 다른 트라미프로세이트 전구체 (예컨대 화학식 I에서의 것들), 또는 3-SPA를 포함하는 제약 조성물의 투여에 의해 달성될 수 있다. 이와 같이, 본원에 기재된 치료적 접근은 아밀로이드 베타 올리고머 신경독성 감소를 위한 새로운 수단을 제공하고, AD 등의 인지 장애의 치료를 위한 임상적으로 의미있는 결과를 제공하였다.

본 발명자들이 본 발명의 많은 구현예를 기재하였지만, 본 발명자들의 기본적 예는 본 발명의 화합물 및 방법을 활용하는 다른 구현예를 제공하도록 변경될 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 범위는 예로서 나타낸 구체적 구현예에 의해서보다는 첨부된 청구범위에 의해 정의되어야 함을 인지할 것이다

본 출원 전반에 걸쳐 인용될 수 있는 모든 참조 문헌 (문헌 참조물, 발행 특허, 공개 특허 출원, 및 동시-계류 중인 특허 출원 포함)의 내용은 그 전체가 본원에 참조로 명백히 포함된다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 당업자에게 통상적으로 공지된 의미에 따른다.

Claims

알츠하이머병을 앓고 있는 대상체의 선택 및 치료 방법으로,
a) 대상체 중에 존재하는 3-SPA의 농도가 소정의 기저선 임계치보다 더 낮은 경우에 대상체를 선택하는 단계; 및
b) 선택된 대상체에게 화학식 I을 갖는 화합물:

, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염 유효량을 투여하는 단계를 포함하고,
여기서
R은 COOH, 또는 -CH₂NH-(AA¹)_q(AA²)_t-H이고;
AA¹ 및 AA²는 각각 독립적으로 알라닌 (Ala), 시스테인 (Cys), 아스파르트산 (Asp), 글루탐산 (Glu), 페닐알라닌 (Phe), 글리신 (Gly), 히스티딘 (His), 이소류신 (Ile), 리신 (Lys), 류신 (Leu), 메티오닌 (Met), 아스파라긴 (Asn), 프롤린 (Pro), 글루타민 (Gln), 아르기닌 (Arg), 세린 (Ser), 트레오닌 (Thr), 발린 (Val), 트립토판 (Trp), 티로신 (Tyr), β-알라닌 (β-ALA), 및 γ-아미노부티르산 (GABA)으로부터 선택되고; 그리고
q 및 t는 각각 독립적으로 0 또는 1로부터 선택되는, 방법.
알츠하이머병을 앓고 있는 대상체의 치료 방법으로,
a) 3-SPA가 소정의 기저선 임계치보다 더 낮은 농도로 대상체 중에 존재하는지를 결정하는 단계; 및
b) 대상체에서의 3-SPA의 농도가 소정의 기저선 임계치 미만인 경우에만, 대상체에게 화학식 I을 갖는 화합물:

, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염 유효량을 투여하는 단계를 포함하고,
여기서
R은 COOH, 또는 -CH₂NH-(AA¹)_q(AA²)_t-H이고;
AA¹ 및 AA²는 각각 독립적으로 알라닌 (Ala), 시스테인 (Cys), 아스파르트산 (Asp), 글루탐산 (Glu), 페닐알라닌 (Phe), 글리신 (Gly), 히스티딘 (His), 이소류신 (Ile), 리신 (Lys), 류신 (Leu), 메티오닌 (Met), 아스파라긴 (Asn), 프롤린 (Pro), 글루타민 (Gln), 아르기닌 (Arg), 세린 (Ser), 트레오닌 (Thr), 발린 (Val), 트립토판 (Trp), 티로신 (Tyr), β-알라닌 (β-ALA), 및 γ-아미노부티르산 (GABA)으로부터 선택되고;
q 및 t는 각각 독립적으로 0 또는 1로부터 선택되는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 대상체에서의 3-SPA의 농도가 뇌척수액에서의 3-SPA의 농도인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 I의 화합물이

,
, 또는
; 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체가 ApoE4 이형인 경우에만 대상체가 선택되거나 또는 화학식 I의 화합물을 투여받는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체가 ApoE4/4 동형인 경우에만 대상체가 선택되거나 또는 화학식 I의 화합물을 투여받는 것인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체가 치료 전에 22 내지 28의 MMSE 스코어를 갖는 경우에만 대상체가 선택되거나 화학식 I의 화합물을 투여받는 것인 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 대상체가 치료 전에 22 내지 26의 MMSE 스코어를 갖는 경우에만 대상체가 선택되거나 화학식 I의 화합물을 투여받는 것인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 기저선 임계치가 25 ng/mL 미만의 3-SPA 농도로서 정의되는 것인 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 기저선 임계치가 6 ng/ml 내지 25 ng/ml의 3-SPA 농도로서 정의되는 것인 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 기저선 임계치가 5 ng/mL 미만의 3-SPA 농도로서 정의되는 것인 방법.
제1항 내지 제9항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 기저선 임계치가 2 ng/ml 내지 4 ng/ml의 3-SPA 농도로서 정의되는 것인 방법.
대상체에서의 인지 감퇴의 예방 방법으로, 인지 감퇴의 예방을 필요로 하는 대상체에게 화학식
의 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염; 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 하기인 경우에 대상체가 예방을 필요로 하는 것인 방법:
a) 대상체에서의 3-SPA의 수준이 소정의 기저선 임계치 미만임; 및/또는
b) 대상체가 적어도 하나의 ApoE4 대립유전자를 가짐; 및/또는
c) 대상체가 알츠하이머병의 가족력을 가짐.
제14항에 있어서, 하기인 경우에 대상체가 예방을 필요로 하는 것인 방법:
a) 대상체에서의 3-SPA의 수준이 소정의 기저선 임계치 미만임; 및/또는
b) 대상체가 적어도 2개의 ApoE4 대립유전자를 가짐.
대상체에서의 치매의 예방 방법으로, 치매 예방을 필요로 하는 대상체에게 화학식
의 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염; 및 제약학적으로 허용가능한 담체 및 제약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 하기인 경우에 대상체가 예방을 필요로 하는 것인 방법:
a) 대상체에서의 3-SPA의 수준이 소정의 기저선 임계치 미만임; 및/또는
b) 대상체가 적어도 하나의 두부 외상을 가짐.
알츠하이머병을 앓고 있는 대상체의 선택 및 치료 방법으로, 하기 단계를 포함하는 방법:
a) i. 3-SPA가 10 ng/ml 미만의 농도로 대상체로부터 얻은 뇌 척수액 중에 존재하고;
ii. 대상체가 22 내지 28의 기저선 MMSE 스코어를 갖고; 그리고
iii. 대상체가 적어도 하나의 ApoE4 대립유전자를 갖는
경우에 대상체를 선택하는 단계; 및
b) 선택된 대상체에게 구조식:

,
, 또는
을 갖는 화합물, 또는 임의의 이들의 제약학적으로 허용가능한 염 유효량을 투여하는 단계.
제18항에 있어서, 대상체의 뇌 척수액 중에 존재하는 3-SPA의 농도가 2-4 ng/ml인 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서, 대상체가 ApoE4 동형인 방법.
알츠하이머병을 앓고 있는 대상체의 치료 방법으로, 하기 단계를 포함하는 방법:
a) 대상체의 뇌 척수액 중에 존재하는 3-SPA의 농도를 결정하는 단계; 및
b) i) 대상체의 뇌 척수액에서의 3-SPA의 농도가 10 ng/ml 미만이고;
ii) 대상체가 22 내지 30의 기저선 MMSE 스코어를 갖는
경우에만, 대상체에게 구조식:

,
, 또는
을 갖는 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염 유효량을 투여하는 단계.
제21항에 있어서, 하기인 경우에만, 대상체가 유효량의 화합물을 투여받는 것인 방법:
i) 대상체의 CSF에서의 내생 화합물의 농도가 10 ng/ml 미만임;
ii) 대상체가 22 내지 28의 기저선 MMSE 스코어를 가짐; 및
iii) 대상체가 2개의 ApoE4 대립유전자를 가짐.
제21항 또는 제22항에 있어서, 대상체의 뇌 척수액에서의 3-SPA의 농도가 2-4 ng/ml인 경우에만 대상체가 선택되는 것인 방법.