KR20220071285A - 미토콘드리아 기능 향상 및 미토콘드리아 질환 치료를 위한 화합물의 신규 치료적 용도 - Google Patents

미토콘드리아 기능 향상 및 미토콘드리아 질환 치료를 위한 화합물의 신규 치료적 용도 Download PDF

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KR20220071285A
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소민영
김진한
송상옥
진상형
마르니 폴크
윤희영
부미 샤
에이코 오지소
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Abstract

미토콘드리아 기능을 향상시키고 미토콘드리아 질환을 치료하기 위한 화합물의 신규 치료적 용도는 인공 지능 (AI)-기반 인 실리코 접근법에 의해 발견되고 미토콘드리아 질환 모델에서 인 비트로 및 인 비보 동물 모델 연구에 의해 검증되었다. 미토콘드리아 기능을 향상시키고/시키거나 미토콘드리아 질환을 치료하는 방법은 활성 화합물을 미트콘드리아 기능의 향상 및/또는 미토콘드리아 질환의 치료를 필요로 하는 대상체에 투여하는 단계를 포함한다.

Description

미토콘드리아 기능 향상 및 미토콘드리아 질환 치료를 위한 화합물의 신규 치료적 용도
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020 년 7 월 29 일에 출원된 미국 가출원 제63/057,992호에 대한 이익 및 우선권을 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 본원에 참조로 원용된다.
기술분야
본 기술은 일반적으로 미토콘드리아 기능을 향상시키고 미토콘드리아 질환을 치료하기 위한 화합물의 신규한 치료적 용도에 관한 것이다.
미토콘드리아는 대부분의 진핵 세포에 존재하는 세포 소기관이며, 이의 주된 기능은 글루코스 또는 지방산의 대사로부터 유래된 에너지가 아데노신 트리포스페이트(ATP)로 전환되는 공정인 산화적 인산화이다. 이어서, ATP는 다양한 에너지를 필요로 하는 생합성 반응 및 기타 대사 활동을 구동하는 데 사용된다. 세포 ATP 생성 외에도, 미토콘드리아는 다른 세포 기능, 예컨대, 세포 항상성, 시그널링 경로 및 스테로이드 합성에 또한 관여한다.
미토콘드리아 기능장애로 인해 발생하는 질환은 예를 들어, 비제한적으로 미토콘드리아 막 전위 기능부전으로 인한 미토콘드리아 팽창, 산화적 스트레스로 인한, 예컨대, 반응성 산소 종(ROS) 또는 자유 라디칼의 작용에 의한 기능적 질환, 유전적 돌연변이로 인한 기능적 질환 및 에너지 생산을 위한 산화적 인산화 메커니즘의 기능적 결핍으로 인한 질환을 포함할 수 있다.
미토콘드리아는 나이가 들어감에 따라 악화되어, 세포 호흡 능력을 잃고, 미토콘드리아 DNA(mtDNA)에 대한 손상이 누적되고, 과도한 양의 ROS를 생산한다.
미토콘드리아 질환(또는 미토콘드리아 기능장애와 연관된 병리학적 병태)의 메커니즘은 오늘날까지 명확하게 이해되지 않았다. 최근 증거는 여러 질환, 예를 들어, 레버 유전성 시신경병증(Leber hereditary optic neuropathy; LHON), 미토콘드리아 근병증, 뇌병증, 젖산증 및 뇌졸중-유사 에피소드(mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes; MELAS) 증후군, 미토콘드리아 복합체 I 결핍, 미토콘드리아 복합체 II 결핍, 미토콘드리아 복합체 III 결핍, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍, 미토콘드리아 복합체 V 결핍, 리 증후군(Leigh syndrome), 상염색체 우성 시신경 위축(autosomal dominant optic atrophy; ADOA), 뇌간 및 척수 침범 및 락테이트 상승을 포함하는 백질뇌병증(leukoencephalopathy with brain stem and spinal cord involvement and lactate elevation; LBSL), 루프트 질환(Luft disease), 다중 아실-CoA 탈수소효소(multiple acyl-CoA dehydrogenase; MAD) 결핍, 미토콘드리아 에노일 CoA 환원효소 단백질-연관 신경변성(mitochondrial enoyl CoA reductase protein-associated neurodegeneration; MEPAN) 증후군, 미토콘드리아 DNA 고갈, 미토콘드리아 뇌병증, 피루베이트 카복실라제 결핍, 미토콘드리아 근병증, 프리드라이히 운동실조(Friedreich's ataxia), 바르트 증후군(Barth syndrome), 치명적인 유아 심장뇌근병증(fatal infantile cardioencephalomyopathy), 샤르코-마리-투스 질환(Charcot-Marie-Tooth disease), 유아 젖산증, 선천성 젖산증(congenital lactic acidosis; CLA), 만성 젖산증, 컨스-세이어 증후군(Kearns-Sayre syndrome; KSS), 미토콘드리아 유전성 당뇨병 및 난청(mitochondrially inherited diabetes and deafness; MIDD), 알퍼스-후텐로허 증후군(Alpers-Huttenlocher syndrome; AHS), 소아 근뇌간병증 스펙트럼(childhood myocerebrohepatopathy spectrum; MCHS), 운동실조 신경병증 스펙트럼(ataxia neuropathy spectrum; ANS: 미토콘드리아 열성 운동실조 증후군(mitochondrial recessive ataxia syndrome; MIRAS) 및 감각 운동실조 신경병증 구음 및 안근마비(sensory ataxia neuropathy dysarthria and ophthalmoplegia; SANDO)로서 이전에 지칭됨), 근간대성 간질 근병증 감각 운동실조(myoclonic epilepsy myopathy sensory ataxia; MEMSA: 간질을 포함하는 척수소뇌 운동실조(spinocerebellar ataxia with epilepsy; SCAE)로서 이전에 지칭됨), 센거 증후군(Sengers syndrome), MEGDEL 증후군(난청, 뇌병증 및 리-유사 증후군을 포함하는 3-메틸글루타콘산뇨증(3-methylglutaconic aciduria with deafness, encephalopathy and Leigh-like syndrome)으로서 또한 알려짐), 피어슨 증후군(Pearson syndrome), 불규칙한 적색 섬유를 갖는 근간대성 간질(myoclonic epilepsy with ragged red fibers; MERRF), 신경성 근육 약화, 운동실조 및 색소성 망막염(neurogenic muscle weakness, ataxia and retinitis pigmentosa; NARP), 만성 진행성 외안근마비(chronic progressive external ophthalmoplegia; CPEO), 미토콘드리아 신경위장관 뇌병증(mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy; MNGIE) 증후군, 카르니틴 결핍, 카르니틴-아실카르니틴 트랜스로카제(carnitine-acylcarnitine translocase; CACT) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제 1A(carnitine palmitoyl transferase 1A; CPT I) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제(carnitine palmitoyl transferase; CPT II) 결핍, 크레아틴 결핍 증후군, 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제(guanidinoacetate methyltransferase; GAMT) 결핍을 함유하는 크레아틴 결핍 증후군, L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(L-arginine:glycine amidinotransferase; AGAT) 결핍, 크레아틴 수송체 결핍(SLC6A8-관련 크레아틴 수송체 결핍을 포함함), 티미딘 키나제 2 결핍(thymidine kinase 2 deficiency; TK2D), 피루베이트 탈수소효소 복합체 결핍(pyruvate dehydrogenase complex deficiency; PDCD), 지방산 산화 장애(fatty acid oxidation disorders; FAOD), 아실-CoA 탈수소효소 9(acyl-CoA dehydrogenase ; ACAD9) 결핍을 함유하는 지방산 산화 장애, 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍(multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency; MADD), 장쇄 아실-CoA 탈수소효소(long-chain acyl-CoA dehydrogenase; LCAD) 결핍, 장쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase; LCHAD) 결핍, 중쇄 아실-CoA 탈수소효소(medium-chain acyl-CoA dehydrogenase; MCAD) 결핍, 단쇄 아실-CoA 탈수소효소(short-chain acyl-CoA dehydrogenase; SCAD) 결핍, 단쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(short-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase; SCHAD) 결핍, 초장쇄 아실-CoA 탈수소효소(very long-chain acyl-CoA dehydrogenase; VLCAD) 결핍, 코-엔자임 Q10 결핍, 및 다발성 미토콘드리아 기능장애 증후군에서 미토콘드리아 기능장애의 관여를 지적한다.
미토콘드리아 질환의 치료는 완화 치료(Palliative care)가 일반적이며, 증상을 관리하고 삶의 질(QoL)을 개선하는 것을 목표로 한다. 완화 치료는 예를 들어, 비타민 투여, 에너지 보존, 식이 섭취 제어 및 신체 스트레스 감소를 포함한다.
간단한 요약
본 설명은 미토콘드리아 질환을 치료하는 데 있어서 화합물의 신규 치료적 용도를 제공하는 것을 목표로 한다. 새로운 용도는 인공 지능(AI)-기반 인 실리코 접근법으로 발견될 수 있다. 본 설명에 따르면, 위의 목적은 본 개시내용의 필수적인 부분을 형성하는 것으로서 이해되는 뒤이은 청구범위에서 구체적으로 상기된 주제 덕분에 달성된다. 본 명세서를 통해 수득한 결과는 AI-예측 화합물이 미토콘드리아 기능을 증가시키는 능력을 가짐을 나타낸다.
일부 실시양태에서 본 설명은 미토콘드리아 기능의 향상을 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 이는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함한다: 조사마이신(josamycin), 사이프로테론(cyproterone), 실니디핀(cilnidipine), 펠로디핀(felodipine), 트라피딜(trapidil), 메티라폰(metyrapone), 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이성질체, 수화물 및 호변이성질체.
일부 실시양태에서, 사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염은 아세테이트이다.
일부 실시양태에서 본 설명은 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 하기 (i)~(vi)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트이나, 이에 제한되지 않는다: 본원에 기재된 활성 화합물의 투여 전과 비교하여, (i) 세포 생존력의 향상; (ii) 세포내 ATP 함량의 증가; (iii) 미토콘드리아 막 전위의 증가; (iv) 미토콘드리아 ROS의 감소; (v) 세포내 ROS의 감소; 및 (vi) 미토콘드리아 스트레스의 감소.
일부 실시양태에서 본 설명은 유기체 건강 및 생존을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 유기체 건강 및 생존의 향상은 하기 (i)~(iv)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트이나, 이에 제한되지 않는다: 본원에 기재된 활성 화합물의 투여 전과 비교하여, (i) 수명의 증가; (ii) 신경 활동의 향상; (iii) 운동 활동의 향상; 및 (iv) 성장의 향상.
미토콘드리아 질환의 메커니즘은 아직 완전히 밝혀지지 않았지만, 미토콘드리아 기능장애가 질환에 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 미토콘드리아의 기능을 향상시키는 것은 미토콘드리아 질환의 치료 및 경감에 효과적일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 미토콘드리아 질환에 대한 알려진 치료제, 예를 들어, 포스포크레아틴 및 RTA-408(오마벨록솔론)이 미토콘드리아 기능을 향상시킨다는 것이 확인되었다.
일부 실시양태에서 본 설명은 미토콘드리아 질환의 치료를 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시킴으로써 미토콘드리아 질환을 치료하는 방법을 제공하며, 이는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함한다: 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰, 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이성질체, 수화물 및 호변이성질체.
일부 실시양태에서, 사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염은 아세테이트이다.
일부 실시양태에서 본 설명은 미토콘드리아 기능의 향상을 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키고/거나 미토콘드리아 질환의 치료를 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시킴으로써 미토콘드리아 질환을 치료하기 위한 조성물을 제공하며, 여기서 상기 조성물은 활성 성분으로서 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰 및 이의 약학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하고, 여기서 조성물의 유효량은 대상체에 투여된다.
일부 실시양태에서, 사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염은 아세테이트이다.
일부 실시양태에서 본 설명은 미토콘드리아 기능을 향상시키기 위한 조성물을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 하기 (i)~(v)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트이나, 이에 제한되지 않는다: 본원에 기재된 활성 화합물의 투여 전과 비교하여, (i) 세포 생존력의 향상; (ii) 세포내 ATP 함량의 증가; (iii) 미토콘드리아 막 전위의 증가; (iv) 미토콘드리아 ROS의 감소; (v) 세포내 ROS의 감소; 및 미토콘드리아 스트레스의 감소.
일부 실시양태에서 본 설명은 유기체 건강 및 생존을 향상시키기 위한 조성물을 제공하며, 여기서 유기체 건강 및 생존의 향상은 하기 (i)~(iv)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트이나, 이에 제한되지 않는다: 본원에 기재된 활성 화합물의 투여 전과 비교하여, (i) 수명의 증가; (ii) 신경 활동의 향상; (iii) 운동 활동의 향상; 및 (iv) 성장의 향상.
본원에 기재된 방법 또는 조성물에 따른 일부 실시양태에서, 미토콘드리아 질환은 레버 유전성 시신경병증(LHON), 미토콘드리아 근병증, 뇌병증, 젖산증 및 뇌졸중-유사 에피소드(MELAS) 증후군, 미토콘드리아 복합체 I 결핍, 미토콘드리아 복합체 II 결핍, 미토콘드리아 복합체 III 결핍, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍, 미토콘드리아 복합체 V 결핍, 리 증후군, 상염색체 우성 시신경 위축(ADOA), 뇌간 및 척수 침범 및 락테이트 상승을 포함하는 백질뇌병증(LBSL), 루프트 질환, 다중 아실-CoA 탈수소효소(MAD) 결핍, 미토콘드리아 에노일 CoA 환원효소 단백질-연관 신경변성(MEPAN) 증후군, 미토콘드리아 DNA 고갈, 미토콘드리아 뇌병증, 피루베이트 카복실라제 결핍, 미토콘드리아 근병증, 프리드라이히 운동실조, 바르트 증후군, 치명적인 유아 심장뇌근병증, 샤르코-마리-투스 질환, 유아 젖산증, 선천성 젖산증(CLA), 만성 젖산증, 컨스-세이어 증후군(KSS), 미토콘드리아 유전성 당뇨병 및 난청(MIDD), 알퍼스-후텐로허 증후군(AHS), 소아 근뇌간병증 스펙트럼(MCHS), 운동실조 신경병증 스펙트럼(ANS; 미토콘드리아 열성 운동실조 증후군(MIRAS) 및 감각 운동실조 신경병증 구음 및 안근마비(SANDO)로서 이전에 지칭됨), 근간대성 간질 근병증 감각 운동실조(MEMSA; 간질을 포함하는 척수소뇌 운동실조(SCAE)로서 이전에 지칭됨), 센거 증후군, MEGDEL 증후군(난청, 뇌병증 및 리-유사 증후군을 포함하는 3-메틸글루타콘산뇨증으로서 또한 알려짐), 피어슨 증후군, 불규칙한 적색 섬유를 갖는 근간대성 간질(MERRF), 신경성 근육 약화, 운동실조 및 색소성 망막염(NARP), 만성 진행성 외안근마비(CPEO), 미토콘드리아 신경위장관 뇌병증(MNGIE) 증후군, 카르니틴 결핍, 카르니틴-아실카르니틴 트랜스로카제(CACT) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제 1A(CPT I) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제(CPT II) 결핍, 크레아틴 결핍 증후군, 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제(GAMT) 결핍을 함유하는 크레아틴 결핍 증후군, L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(AGAT) 결핍, 크레아틴 수송체 결핍(SLC6A8-관련 크레아틴 수송체 결핍을 포함함), 티미딘 키나제 2 결핍(TK2D), 피루베이트 탈수소효소 복합체 결핍(PDCD), 지방산 산화 장애(FAOD), 아실-CoA 탈수소효소 9(ACAD9) 결핍을 함유하는 지방산 산화 장애, 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍(MADD), 장쇄 아실-CoA 탈수소효소(LCAD) 결핍, 장쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(LCHAD) 결핍, 중쇄 아실-CoA 탈수소효소(MCAD) 결핍, 단쇄 아실-CoA 탈수소효소(SCAD) 결핍, 단쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(SCHAD) 결핍, 초장쇄 아실-CoA 탈수소효소(VLCAD) 결핍, 코-엔자임 Q10 결핍, 및 다발성 미토콘드리아 기능장애 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
도 1(a) - 1(c)는 구조적 유사성-기반 접근법을 통해 도출된 조사마이신, 사이프로테론 및 실니디핀의 3 개의 약물 화합물의 보호 효과를 도시한다. 휴지기 SH-SY5Y 세포를 20 시간 동안의 1 mM MPP+(1-메틸-4-페닐피리디늄; 미토콘드리아 복합체 I 억제제) 처리 4 시간 전에 표시된 농도로 각각의 화합물로 처리하였다. 참조 약물인 포스포크레아틴(pCr)(1 mM)을 또한 20 시간 동안의 1 mM MPP+의 처리 4 시간 전에 전처리하였다. 도 1(a)는 세포내 ATP 함량을 도시하고, 도 1(b)는 테트라메틸로다민 에틸에스테르(TMRE)-매개된 미토콘드리아 막 전위를 도시하고, 도 1(c)는 메틸티아졸테트라졸륨(MTT) 검정에 의해 측정된 세포 생존력을 도시한다. 모든 값은 대조군의 백분율(% 대조군)로서 보고된다. 데이터를 측정치의 평균 ± 표준 오차로서 플롯팅하였다(n = 6)(###p <0.001 대 DMSO-대조군, *p < 0.05, **p < 0.01 및 ***p <0.001 대 MPP+-처리된 대조군. p 값은 일원 분산 분석(one-way ANOVA) 후 Tukey의 테스트로부터 유래됨).
도 2(a) - 2(e)는 5 개의 약물 화합물인 조사마이신, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰의 용량-의존적 보호 효과를 도시한다. 휴지기 SH-SY5Y 세포를 20 시간 동안의 1 mM MPP+의 처리 4 시간 전에 표시된 농도로 각각의 화합물로 처리하였다. 참조 약물인 포스포크레아틴(pCr)(1 mM) 및 RTA-408(10 nM)을 또한 20 시간 동안의 1 mM MPP+의 처리 4 시간 전에 전처리하였다. 도 2(a)는 MTT 검정에 의한 세포 생존력을 도시하고, 도 2(b)는 세포내 ATP 함량을 도시하고, 도 2(c)는 TMRE-매개된 미토콘드리아 막 전위를 도시하고, 도 2(d)는 미토콘드리아 ROS 함량을 도시하고, 도 2(e)는 세포내 ROS 함량을 도시한다. 도 2는 용량 반응 방식으로 도시되었으며, 모든 값은 % 대조군으로서 보고된다. 데이터를 측정치의 평균 ± 표준 오차로서 플롯팅하였다(n = 4-6)(#p <0.05 대 DMSO-대조군; *p < 0.05 대 MPP+-처리된 DMSO. 통계 분석은 스튜던트 양방향 t-테스트에 의해 수행됨).
도 3(a) - 4(c)는 수명 검정를 통한 트라피딜(도 3(a) - 3(c)) 및 메티라폰(도 4(a) - 4(c))의 구제 효과를 도시한다. 미토콘드리아 복합체 I 돌연변이인, C. elegans (예쁜꼬마선충) gas-1(fc21)을 표시된 농도에서 트라피딜 및 메티라폰으로 처리하였다. 도 3(a) 및 4(a)는 활성을 도시하고, 도 3(b) 및 4(b)는 사망률을 도시하고, 도 3(c) 및 4(c)는 C. elegans 야생형(N2) 및 gas-1(fc21) 선충의 몸통 길이를 도시한다. 데이터를 평균 ± 표준 편차로서 플롯팅하였다(실험 (A) 및 (B)에 대해 n = 1-2 개의 처리 조건당 30 마리의 선충을 이용한 생물학적 복제물, 실험 (C)에 대해 n = 5 또는 10 마리의 개별 선충)(*p <0.05, **p <0.01 및 ***p <0.001 대 N2 대조군).
도 5(a) 및 5(b)는 미토콘드리아 스트레스 검정을 통한 조사마이신 및 실니디핀의 보호 효과를 도시한다. L4440, 미처리된 빈 벡터를 대조군으로서 사용하고, 오마벨록솔론을 참조 약물로서 사용하였다. 도 5(a)는 조사마이신의 효과를 도시하고, 도 5(b)는 실니디핀의 효과를 도시한다. 통계적 유의성 임계치를 p <0.05로 설정하고, 통계적 분석을 Graphpad Prism V8(San Diego, CA: GraphPad Software Inc.)에서 스튜던트 t-테스트에 의해 수행하였다.
도 6은 TMRE-매개된 미토콘드리아 막 전위를 통한 실니디핀의 구제 효과를 도시한다. 참조 재료로서, 25 μM의 오마벨록솔론을 사용하였다. 날짜를 측정치의 평균 ± 표준 오차로서 플롯팅하였다(n = 최소 35 마리의 선충/조건). 통계적 유의성 임계치를 p <0.05로 설정하고, 통계적 분석을 Graphpad Prism에서 수행하였다. 통계적 분석을 스튜던트 t-테스트에 의해 수행하였다 *p <0.05, **p <0.01 및 ***p <0.001.
도 7(a) - 7(e)는 미토콘드리아 복합체 IV 질환 모델에서 효능 테스트를 통한 조사마이신, 사이프로테론, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰의 유익한 효과를 나타낸다. 야생형, AB 제브라피쉬 또는 미토콘드리아 복합체 IV 돌연변이인 Surf1 -/- 제브라피쉬를 5 일차 약물 화합물로 전-처리하고, 6 일차에 약물 화합물 및 미토콘드리아 복합체 IV 억제제인 소듐 아지드로 공동-처리하였다. 유충 뇌사, 신경근 반응 및 심장박동 존재를 7 일차에 테스트하였다. 결과는 각자 조사마이신(도 7(a)), 사이프로테론(도 7(b)), 펠로디핀(도 7(c)), 트라피딜(도 7(d)) 및 메티라폰(도 7(e))에 대해 표시된다. 데이터를 평균 ± 표준 편차로서 플롯팅하였다(n = 처리 조건당 10 마리의 어류를 이용한 3 개의 생물학적 복제물).
도 8(a) 및 8(b)는 수영 활동 분석을 통한 사이프로테론(도 8(a)) 및 펠로디핀(도 8(b))의 보호 효과를 도시한다. 데이터를 평균 ± 표준 편차로서 플룟팅하였다(n = 8 마리의 개별 어류). 통계적 분석을 스튜던트 t-테스트에 의해 수행하였다(*p <0.05 대 AB 제브라피쉬).
도 9(a) 및 9(b)는 일차 미토콘드리아 질환 환자의 ATP 함량-기반 세포 생존력 검정을 통한 사이프로테론 및 트라피딜의 유익한 효과를 도시한다. 미토콘드리아 복합체 I 또는 IV 결핍 장애가 있는 환자의 섬유아세포 세포주(Q1687F 또는 Q1775F) 및 건강한 대조군으로부터의 세포(Q1881p1)를 사용하였다. 결과는 각자 트라피딜(도 9(a)) 및 사이프로테론(도 9(b))에 대해 표시된다. 통계적 분석을 Graphpad Prism에서 스튜던트 t-테스트에 의해 수행하였다(#p <0.05 및 **p <0.01).
미토콘드리아 질환에 대한 기존 약물의 신규 치료적 용도를 발견하기 위해, 4백만 개의 기존 화합물에 상이한 AI-기반 인 실리코 접근법을 적용하였다. 화합물 그룹은 3 개의 상이한 씨드 그룹의 전사 및 구조적 유사성에 기반하여 2 개의 상이한 접근법을 사용함으로써 미토콘드리아 기능장애를 치료하거나 호전시키기 위한 약물 화합물로서 선택되었다. 미토콘드리아 생합성의 증가, 일차 미토콘드리아 질환의 치료 및 미토콘드리아 메카니즘에서의 비정상의 개선의 능력을 포함하는 씨드 그룹의 속성은 AI-추출 화합물에서 발견되었다. 미토콘드리아 결함 또는 미토콘드리아 기능장애에 대한 선택된 화합물의 보호 능력은 인간 신경아세포종 세포에서 실험으로 입증되었다. 모든 화합물이 미토콘드리아 막 전위, 산화적 스트레스 및 ATP 생산뿐만 아니라 세포 생존력을 호전시켰고 대부분의 화합물은 인 비트로 검증 연구에서 참조 약물인 포스포크레아틴보다 우수한 회복 효과를 나타냈다.
다음 설명에서, 실시양태의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부사항이 제공된다. 실시양태는 하나 이상의 구체적인 세부사항 없이, 또는 다른 방법, 구성요소, 재료 등을 포함하여 실시될 수 있다. 다른 예에서, 잘 알려진 구조, 재료 또는 작동은 실시양태의 양태를 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세하게 도시되거나 설명되지 않는다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시양태" 또는 "실시양태"에 대한 참조는 실시양태와 관련하여 기재된 특정 특징, 구조 또는 특질이 하나 이상의 실시양태에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 어구 "일 실시양태에서" 또는 "실시양태에서"의 출현은 반드시 모두 동일한 실시양태를 지칭하는 것은 아니다. 게다가, 특정 특징, 구조 또는 특질은 하나 이상의 실시양태에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다. 본원에 제공된 제목은 단지 편의를 위한 것이며 실시양태의 범주 또는 의미를 해석하지 않는다.
일부 실시양태에서 본 설명은 미토콘드리아 기능의 향상을 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 이는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함한다: 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰, 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이성질체, 수화물 및 호변이성질체.
약학적으로 허용가능한 염은 인간 및/또는 동물에 약물 또는 의약으로서 투여될 수 있고 투여시 유리 화합물(중성 화합물 또는 비-염 화합물)의 생물학적 활성의 적어도 일부를 유지하는 염이다. 나열된 화합물의 원하는 염은 화합물을 산으로 처리함으로써 당업자에게 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 무기산의 예는 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산 및 인산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 유기산의 예는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 글리콜산, 피루브산, 옥살산, 말레산, 말론산, 석신산, 푸마르산, 타르타르산, 시트르산, 벤조산, 신남산, 만델산, 설폰산 및 살리실산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 아미노산과 염기성 펩티드의 염, 예컨대, 아스파테이트 염 및 글루타메이트 염이 또한 제조될 수 있다. 산성 펩티드의 원하는 염은 화합물을 염기로 처리함으로써 당업자에게 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 산성 펩티드의 무기염의 예는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 염, 예컨대, 소듐 염, 포타슘 염, 마그네슘 염 및 칼슘 염; 암모늄 염; 및 알루미늄 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 산성 펩티드의 유기염의 예는 프로카인, 디벤질아민, N-에틸피페리딘, N,N'-디벤질에틸렌디아민 및 트리에틸아민 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 아미노산과 산성 펩티드의 염, 예컨대, 리신 염이 또한 제조될 수 있다.
일부 실시양태에서, 사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염은 아세테이트이다.
일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 세포 생존성의 향상이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 세포내 ATP 함량의 증가이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 미토콘드리아 막 전위(ΔΨm)의 증가이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 미토콘드리아 ROS의 감소이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 세포내 ROS의 감소이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 미토콘드리아 스트레스의 감소이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 수명의 증가이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 신경 활동의 향상이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 운동 활동의 향상이다. 일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 성장의 향상이다.
일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 하기 (i)~(vi)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트이나, 이에 제한되지 않는다: 활성 화합물(들)의 투여 전과 비교하여, (i) 세포 생존력의 향상; (ii) 세포내 ATP 함량의 증가; (iii) 미토콘드리아 막 전위(ΔΨm)의 증가; (iv) 미토콘드리아 ROS의 감소; (v) 세포내 ROS의 감소; 및 (vi) 미토콘드리아 스트레스의 감소.
일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 미토콘드리아 기능의 향상은 하기 (i)~(iv)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트이나, 이에 제한되지 않는다: 활성 화합물(들)의 투여 전과 비교하여, (i) 수명의 증가; (ii) 신경 활동의 향상; (iii) 운동 활동의 향상; 및 (iv) 성장의 향상.
일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법을 제공하며, 여기서 대상체는 하나 이상의 미토콘드리아 질환을 갖는다. 특히, 미토콘드리아 질환은 레버 유전성 시신경병증(LHON), 미토콘드리아 근병증, 뇌병증, 젖산증 및 뇌졸중-유사 에피소드(MELAS) 증후군, 미토콘드리아 복합체 I 결핍, 미토콘드리아 복합체 II 결핍, 미토콘드리아 복합체 III 결핍, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍, 미토콘드리아 복합체 V 결핍, 리 증후군, 상염색체 우성 시신경 위축(ADOA), 뇌간 및 척수 침범 및 락테이트 상승을 포함하는 백질뇌병증(LBSL), 루프트 질환, 다중 아실-CoA 탈수소효소(MAD) 결핍, 미토콘드리아 에노일 CoA 환원효소 단백질-연관 신경변성(MEPAN) 증후군, 미토콘드리아 DNA 고갈, 미토콘드리아 뇌병증, 피루베이트 카복실라제 결핍, 미토콘드리아 근병증, 프리드라이히 운동실조, 바르트 증후군, 치명적인 유아 심장뇌근병증, 샤르코-마리-투스 질환, 유아 젖산증, 선천성 젖산증(CLA), 만성 젖산증, 컨스-세이어 증후군(KSS), 미토콘드리아 유전성 당뇨병 및 난청(MIDD), 알퍼스-후텐로허 증후군(AHS), 소아 근뇌간병증 스펙트럼(MCHS), 운동실조 신경병증 스펙트럼(ANS; 미토콘드리아 열성 운동실조 증후군(MIRAS) 및 감각 운동실조 신경병증 구음 및 안근마비(SANDO)로서 이전에 지칭됨), 근간대성 간질 근병증 감각 운동실조(MEMSA; 간질을 포함하는 척수소뇌 운동실조(SCAE)로서 이전에 지칭됨), 센거 증후군, MEGDEL 증후군(난청, 뇌병증 및 리-유사 증후군을 포함하는 3-메틸글루타콘산뇨증으로서 또한 알려짐), 피어슨 증후군, 불규칙한 적색 섬유를 갖는 근간대성 간질(MERRF), 신경성 근육 약화, 운동실조 및 색소성 망막염(NARP), 만성 진행성 외안근마비(CPEO), 미토콘드리아 신경위장관 뇌병증(MNGIE) 증후군, 카르니틴 결핍, 카르니틴-아실카르니틴 트랜스로카제(CACT) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제 1A(CPT I) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제(CPT II) 결핍, 크레아틴 결핍 증후군, 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제(GAMT) 결핍을 함유하는 크레아틴 결핍 증후군, L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(AGAT) 결핍, 크레아틴 수송체 결핍(SLC6A8-관련 크레아틴 수송체 결핍을 포함함), 티미딘 키나제 2 결핍(TK2D), 피루베이트 탈수소효소 복합체 결핍(PDCD), 지방산 산화 장애(FAOD), 아실-CoA 탈수소효소 9(ACAD9) 결핍을 함유하는 지방산 산화 장애, 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍(MADD), 장쇄 아실-CoA 탈수소효소(LCAD) 결핍, 장쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(LCHAD) 결핍, 중쇄 아실-CoA 탈수소효소(MCAD) 결핍, 단쇄 아실-CoA 탈수소효소(SCAD) 결핍, 단쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(SCHAD) 결핍, 초장쇄 아실-CoA 탈수소효소(VLCAD) 결핍, 코-엔자임 Q10 결핍, 및 다발성 미토콘드리아 기능장애 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서 본 설명은 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시킴으로써 미토콘드리아 질환을 치료하는 방법을 제공하며, 이는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함한다: 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰, 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이성질체, 수화물 및 호변이성질체.
일부 실시양태에서, 사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염은 아세테이트이다.
일부 실시양태에서, 미토콘드리아 질환은 레버 유전성 시신경병증(LHON), 미토콘드리아 근병증, 뇌병증, 젖산증 및 뇌졸중-유사 에피소드(MELAS) 증후군, 미토콘드리아 복합체 I 결핍, 미토콘드리아 복합체 II 결핍, 미토콘드리아 복합체 III 결핍, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍, 미토콘드리아 복합체 V 결핍, 리 증후군, 상염색체 우성 시신경 위축(ADOA), 뇌간 및 척수 침범 및 락테이트 상승을 포함하는 백질뇌병증(LBSL), 루프트 질환, 다중 아실-CoA 탈수소효소(MAD) 결핍, 미토콘드리아 에노일 CoA 환원효소 단백질-연관 신경변성(MEPAN) 증후군, 미토콘드리아 DNA 고갈, 미토콘드리아 뇌병증, 피루베이트 카복실라제 결핍, 미토콘드리아 근병증, 프리드라이히 운동실조, 바르트 증후군, 치명적인 유아 심장뇌근병증, 샤르코-마리-투스 질환, 유아 젖산증, 선천성 젖산증(CLA), 만성 젖산증, 컨스-세이어 증후군(KSS), 미토콘드리아 유전성 당뇨병 및 난청(MIDD), 알퍼스-후텐로허 증후군(AHS), 소아 근뇌간병증 스펙트럼(MCHS), 운동실조 신경병증 스펙트럼(ANS; 미토콘드리아 열성 운동실조 증후군(MIRAS) 및 감각 운동실조 신경병증 구음 및 안근마비(SANDO)로서 이전에 지칭됨), 근간대성 간질 근병증 감각 운동실조(MEMSA; 간질을 포함하는 척수소뇌 운동실조(SCAE)로서 이전에 지칭됨), 센거 증후군, MEGDEL 증후군(난청, 뇌병증 및 리-유사 증후군을 포함하는 3-메틸글루타콘산뇨증으로서 또한 알려짐), 피어슨 증후군, 불규칙한 적색 섬유를 갖는 근간대성 간질(MERRF), 신경성 근육 약화, 운동실조 및 색소성 망막염(NARP), 만성 진행성 외안근마비(CPEO), 미토콘드리아 신경위장관 뇌병증(MNGIE) 증후군, 카르니틴 결핍, 카르니틴-아실카르니틴 트랜스로카제(CACT) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제 1A(CPT I) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제(CPT II) 결핍, 크레아틴 결핍 증후군, 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제(GAMT) 결핍을 함유하는 크레아틴 결핍 증후군, L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(AGAT) 결핍, 크레아틴 수송체 결핍(SLC6A8-관련 크레아틴 수송체 결핍을 포함함), 티미딘 키나제 2 결핍(TK2D), 피루베이트 탈수소효소 복합체 결핍(PDCD), 지방산 산화 장애(FAOD), 아실-CoA 탈수소효소 9(ACAD9) 결핍을 함유하는 지방산 산화 장애, 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍(MADD), 장쇄 아실-CoA 탈수소효소(LCAD) 결핍, 장쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(LCHAD) 결핍, 중쇄 아실-CoA 탈수소효소(MCAD) 결핍, 단쇄 아실-CoA 탈수소효소(SCAD) 결핍, 단쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(SCHAD) 결핍, 초장쇄 아실-CoA 탈수소효소(VLCAD) 결핍, 코-엔자임 Q10 결핍, 및 다발성 미토콘드리아 기능장애 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
정의
본 명세서에 사용된 바와 같은 특정 용어의 정의는 하기에 제공된다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 일반적으로 본 기술이 속하는 기술 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다.
구체적으로 언급되거나 문맥상 분명하지 않는 한, 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 당업계의 정상적인 허용오차 범위 이내로서, 예를 들어, 평균의 2 표준 편차 이내로서 이해된다. 약은 명시된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% 또는 0.01% 이내로서 이해될 수 있다. 문맥상 명백하지 않는 한, 본원에 제공된 모든 수치는 용어 약으로 변형될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "생물학적 샘플"은 대상체로부터의 샘플을 지칭하며, 임의의 체액, 삼출물, 조직 또는 세포를 포함한다. 비-제한적인 예는 혈액, 혈장, 혈청, 소변, 눈물, 가래, 대변, 타액, 비강 면봉, 세포, 예컨대, 비제한적으로 말초 혈액 단핵 세포(PBMC), 백혈구 및 조직 샘플(예컨대, 생검 샘플)을 포함한다. 샘플은 신선하거나, 냉동되거나, 달리 처리되거나, 본원에 개시된 방법에 의한 평가를 위해 보존될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "향상시키는"(또는 "향상시킨다" 또는 "향상")은 임상 결과를 포함하여 유익하거나 원하는 결과를 수득하기 위한 접근법이다. 예를 들어, 향상은 미토콘드리아 생리학의 바이오마커를 정상화하는 것이 대상체에 대한 최적의 결과를 달성하지 못할 수 있다는 점에서 미토콘드리아 기능장애로 특징지어지는 질환 또는 병태로 고통받는 대상체에서 유익한 효과일 수 있으며; 이러한 경우에, 미토콘드리아 생리학의 하나 이상의 바이오마커의 향상, 예를 들어, 정상 보다 높은 수준의 ATP가 유익할 수 있거나, 정상보다 낮은 수준의 젖산(락테이트)이 이러한 대상체에 대해 유익할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "치료하는"(또는 "치료하다" 또는 "치료")는 임상 결과를 포함하여 유익하거나 원하는 결과를 수득하기 위한 접근법이다. 본 설명의 목적을 위해, 유익하거나 원하는 임상 결과는 질환, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 하나 이상의 증상의 완화, 질환, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 하나 이상의 증상의 감소, 질환, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 하나 이상의 증상의 예방, 질환, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 하나 이상의 증상의 치료, 질환, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 하나 이상의 증상의 호전, 질환의 하나 이상의 증상의 발병, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 발병의 지연, 질환의 하나 이상의 증상의 정도, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 정도의 줄어듬, 질환, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 안정화, 질환의 진행, 예컨대, 미토콘드리아 질환의 진행의 지연 또는 감속, 질환으로 고통받는 대상체의 삶의 질, 예컨대, 미토콘드리아 질환으로 고통받는 대상체의 삶의 질의 증가, 및/또는 대상체의 생존의 연장을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 예를 들어, 대상체가 본원에 기재된 방법에 따라 활성제의 치료적 양을 받은 후 미토콘드리아 산화적 인산화의 붕괴에서 관찰가능한 및/또는 측정가능한 감소를 보일 경우, 대상체는 미토콘드리아 기능장애로 특징지어지는 질환 또는 장애에 대해 성공적으로 "치료된다". 또한, 기재된 바와 같은 의학적 질환 및 병태의 다양한 치료 또는 예방 모드는, 전체적 치료 또는 예방을 포함하지만 또한 전체적 치료 또는 예방 미만을 포함하는 "실질적"을 의미하는 것으로 의도되며, 여기서 일부 생물학적으로 또는 의학적으로 관련된 결과가 달성됨을 이해해야 한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "유효량" 또는 "치료적 유효량"은 명시된 기능을 향상시키기거나, 예컨대, 원하는 및/또는 유익한 기능을 향상 또는 증가시키고, 원하지 않은 기능을 감소 또는 저하시키기거나; 증상 중 하나 이상을 호전, 일시적 완화, 약화 및/또는 지연시키는 것과 같이 명시된 질환, 병태 또는 질환을 치료하기에 충분한 화합물, 조성물 또는 약물의 양을 지칭한다. 예를 들어, 미토콘드리아 질환과 관련하여, 유효량은 미토콘드리아 질환 또는 이의 잠재적인 다중-시스템 임상 특징의 일부의 발달을 지연시키기에 충분한 양을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유효량은 재발 또는 진행을 예방하거나 지연시키기에 충분한 양이다. 유효량은 하나 이상의 투여로 투여될 수 있다. 예를 들어, 미토콘드리아 질환의 경우에, 화합물, 조성물 또는 약물의 유효량은 (i) 근육 기능장애를 어느 정도로 억제, 지체, 감속, 바람직하게는 정지시키고/시키거나; (ii) 신경 기능장애를 어느 정도로 억제, 지체, 감속, 바람직하게는 정지시키고/시키거나; (iii) 호흡 기능장애를 어느 정도로 억제, 지체, 감속시키고/시키거나; (iv) 이환율을 어느 정도로 억제, 지체, 감속시키고/시키거나; (v) 미토콘드리아 질환의 발생 및/또는 재발을 예방 또는 지연시키고/시키거나; (vi) 미토콘드리아 질환을 갖는 것과 연관된 증상 중 하나 이상을 어느 정도로 경감시킬 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 약제, 약물 또는 화합물의 대상체에 대한 "투여"는 이의 의도된 기능을 수행하기 위해 약제, 약물 또는 화합물을 대상체에 도입하거나 전달하는 임의의 경로를 포함한다. 본 설명의 목적을 위해, 투여는 비제한적으로 정맥내, 문맥내, 동맥내, 복강내, 간내, 간 동맥 주입에 의해, 소포내, 피하, 척강내, 폐내, 근육내, 기관내, 안구내, 경피적, 피내, 국부적, 경구적 또는 흡입에 의해 수행된다. 투여는 자가-투여 및 타인에 의한 투여를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "대상체"(또는 "대상체들")는 인간 또는 비-인간 대상체, 예컨대, 비제한적으로 비-인간 영장류, 개, 고양이, 말, 설치류, 토끼 등일 수 있다.
본원에 기재된 본 설명의 양태 및 실시양태는 양태 및 실시양태로 "이루어지는" 및/또는 "본질적으로 이로 이루어지는"을 포함하는 것으로 이해된다.
본원 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태 "(단수형)"은 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한 복수의 지시대상을 포함한다.
활성 성분 화합물 및 조성물
실시양태에서, 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰, 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이성질체, 수화물 및 호변이성질체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 활성 성분으로서 사용된다.
약학적으로 허용가능한 염은 인간 및/또는 동물에 약물 또는 의약으로서 투여될 수 있고 투여시 유리 화합물(중성 화합물 또는 비-염 화합물)의 생물학적 활성의 적어도 일부를 유지하는 염이다. 나열된 화합물의 원하는 염은 화합물을 산으로 처리함으로써 당업자에게 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 무기산의 예는 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산 및 인산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 유기산의 예는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 글리콜산, 피루브산, 옥살산, 말레산, 말론산, 석신산, 푸마르산, 타르타르산, 시트르산, 벤조산, 신남산, 만델산, 설폰산 및 살리실산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 아미노산과 염기성 펩티드의 염, 예컨대, 아스파테이트 염 및 글루타메이트 염이 또한 제조될 수 있다. 산성 펩티드의 원하는 염은 화합물을 염기로 처리함으로써 당업자에게 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 산성 펩티드의 무기염의 예는 알칼리 금속 및 알칼리 토류 염, 예컨대, 소듐 염, 포타슘 염, 마그네슘 염, 아연 염, 구리 염, 제2철 염 및 칼슘 염; 암모늄 염; 및 알루미늄 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 산성 펩티드의 유기염의 예는 프로카인, 디벤질아민, N-에틸피페리딘, N,N'-디벤질에틸렌디아민 및 트리에틸아민 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 아미노산과 산성 펩티드의 염, 예컨대, 리신 염이 또한 제조될 수 있다.
일부 실시양태에서, 사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염은 아세테이트이다.
2 개 이상의 활성 성분이 사용되는 경우, 활성 성분은 개별적으로, 순차적으로 또는 동시에 존재할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "개별적으로"는 상이한 경로에 의해 동일한 시간에 또는 실질적으로 동일한 시간에 2 개 이상의 활성 성분의 투여를 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "순차적으로"는 투여 경로가 동일하거나 상이한, 상이한 시간에 2 개 이상의 활성 성분의 투여를 지칭한다. 보다 특히, 순차적 사용은 다른 활성 성분 또는 다른 활성 성분들의 투여가 시작되기 전에 활성 성분 중 하나의 전체 투여를 지칭한다. 따라서, 다른 활성 성분 또는 성분들을 투여하기 전에 활성 성분 중 하나를 몇 분, 몇 시간 또는 며칠에 걸쳐 투여하는 것이 가능하다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "동시에"는 동일한 경로에 의해 및 동일한 시간에 또는 실질적으로 동일한 시간에 2 개 이상의 활성 성분의 투여를 지칭한다.
본원에 기재된 활성제는 본원에 기재된 의학적 질환 또는 병태, 예컨대, 미토콘드리아 기능장애 연관된 병태 및 증상의 치료 또는 예방을 위해 대상체에 단독으로 또는 병용하여 투여하기 위한 약학 조성물에 혼입될 수 있다. 이러한 조성물은 전형적으로 활성제(예컨대, 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰, 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이성질체, 수화물 및 호변이성질체) 및 약학적으로 허용가능한 담체를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약학적으로 허용가능한 담체"는 약학적 투여에 상용가능한 염수, 용매, 분산 매질, 코팅제, 항박테리아제 및 항진균제, 등장제 및 흡수 지연제 등을 포함한다. 보충 활성 화합물이 또한 조성물에 혼입될 수 있다.
약학 조성물은 전형적으로 이의 의도된 투여 경로에 상용가능하도록 제형화된다. 투여 경로의 예는 비경구(예컨대, 정맥내, 피내, 복강내 또는 피하), 경구, 흡입, 경피(국부), 안구내, 이온영동 및 경점막 투여를 포함한다. 비경구, 피내 또는 피하 적용에 사용되는 용액 또는 현탁액은 다음 구성요소를 포함할 수 있다: 멸균 희석제, 예컨대, 주사용수, 식염수, 고정유, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 기타 합성 용매; 항박테리아제, 예컨대, 벤질 알콜, 메틸 파라벤; 항산화제, 예컨대, 아스코르브산 또는 소듐 바이설파이트; 킬레이팅제, 예컨대, 에틸렌디아민테트라아세트산; 완충액, 예컨대, 아세테이트, 시트레이트 또는 포스페이트, 및 긴장성 조정제, 예컨대, 소듐 클로라이드 또는 덱스트로스. pH는 산 또는 염기, 예컨대, 염산 또는 소듐 하이드록시드로 조정될 수 있다. 비경구 제제는 앰플, 일회용 시린지, 또는 유리 또는 플라스틱으로 만든 다중 용량 바이알에 동봉될 수 있다. 환자 또는 치료하는 의사의 편의를 위해, 투약 제형은 치료 과정(예컨대, 1 주 동안의 치료)에 필요한 모든 장비(예컨대, 약물 바이알, 희석제 바이알, 시린기 및 바늘)를 함유하는 키트에 제공될 수 있다.
주사용으로 적합한 약학 조성물은 멸균 주사용 용액 또는 분산액의 즉석 제조를 위한 멸균 수용액(수용성인 경우) 또는 분산액 및 멸균 분말을 포함할 수 있다. 정맥내 투여의 경우, 적합한 담체는 생리 식염수, 정균수, 크레모포르(Cremophor) 또는 포스페이트 완충 식염수(PBS)를 포함한다. 모든 경우에, 비경구 투여용 조성물은 멸균이어야 하고 용이한 주사능(syringability)이 존재할 정도로 유동적이어야 한다. 제조 및 보관 조건 하에서 안정적이어야 하며 미생물, 예컨대, 박테리아 및 진균의 오염 작용에 대해 보존되어야 한다.
조성물은 예를 들어, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 액체 폴리에틸렌 글리콜 등), 및 이들의 적합한 혼합물을 함유하는 용매 또는 분산 매질일 수 있는 담체를 포함할 수 있다.
조성물은 다양한 항박테리아제 및 항진균제, 예를 들어, 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 아스코르브산 및 티오메라솔 등을 포함할 수 있다. 산화를 방지하기 위해 글루타티온 및 기타 항산화제를 포함할 수 있다. 조성물은 또한 등장제, 예를 들어 당, 폴리알콜, 예컨대, 만니톨, 소르비톨 또는 소듐 클로라이드를 조성물에 포함할 수 있다. 주사가능한 조성물은 흡수를 지연시키는 약제, 예를 들어, 알루미늄 모노스테아레이트 또는 젤라틴을 포함하여, 흡수를 연장시킬 수 있다.
조성물은 필요한 양의 활성 성분 화합물을 필요에 따라 위에 열거된 성분 중 하나 또는 조합과 함께 적절한 용매에 혼입한 후 여과 멸균함으로써 제조될 수 있는 멸균 주사 용액일 수 있다. 예를 들어, 분산액은 활성 화합물을, 기본 분산 매질 및 위에 열거된 것들로부터의 필요한 기타 성분을 함유하는 멸균 비히클에 혼입함으로써 제조된다. 멸균 주사 용액의 제조를 위한 멸균 분말의 경우, 전형적인 제조 방법은 진공 건조 및 동결 건조를 포함하며, 이는 활성 성분에 더하여 이의 사전에 여과-멸균 용액으로부터의 임의의 추가적인 원하는 성분의 분말을 생산할 수 있다.
경구 조성물은 일반적으로 불활성 희석제 또는 식용 담체를 포함한다. 경구 치료적 투여의 목적을 위해, 활성 화합물은 부형제와 혼입될 수 있고, 정제, 트로키 또는 캡슐, 예컨대, 젤라틴 캡슐의 형태로 사용될 수 있다. 경구 조성물은 또한 구강 세정제로서 사용하기 위한 유체 담체를 사용하여 제조할 수 있다. 약학적으로 상용성인 결합제 및/또는 아쥬반트 재료가 조성물의 일부로서 포함될 수 있다. 정제, 환제, 캡슐 및 트로키 등은 다음 성분 또는 유사한 성질의 화합물 중 임의의 것을 함유할 수 있다: 바인더, 예컨대, 미정질 셀룰로스, 검 트라가칸트 또는 젤라틴; 부형제, 예컨대, 전분 또는 락토스, 붕해제, 예컨대, 알긴산, 프리모겔 또는 옥수수 전분; 윤활제, 예컨대, 마그네슘 스테아레이트 또는 스테로테스; 활택제, 예컨대, 콜로이드성 이산화규소; 감미제, 예컨대, 수크로스, 트레할로스 또는 사카린; 또는 향미제, 예컨대, 페퍼민트, 메틸 살리실레이트 또는 시트러스(오렌지) 또는 기타 과일(자몽, 포도, 사과 및 파인애플 등) 향미제.
흡입에 의한 투여의 경우, 본 기술의 활성제, 예컨대, 방향족-양이온성 펩티드는 적합한 추진제, 예컨대, 기체, 예컨대, 이산화탄소를 함유하는 가압 용기 또는 디스펜서로부터의 에어로졸 스프레이 또는 분무기 형태로 전달될 수 있다.
본원에 기재된 바와 같은 본 기술의 활성제, 예컨대, 방향족-양이온성 펩티드의 전신 투여는 또한 경점막 또는 경피 수단에 의한 것일 수 있다. 경점막 또는 경피 투여의 경우, 침투될 장벽에 대한 적절한 침투제가 제형에 사용된다. 이러한 침투제는 일반적으로 당업계에 알려져 있으며, 예를 들어, 경점막 투여의 경우 세정제, 담즙 염 및 푸시딘산 유도체를 포함한다. 경점막 투여는 비강 스프레이의 사용을 통해 수행될 수 있다. 경피 투여의 경우, 활성 화합물은 당업계에 일반적으로 알려진 바와 같이 연고, 고약, 겔 또는 크림으로 제형화된다. 일 실시양태에서, 경피 투여는 이온영동법에 의해 수행될 수 있다.
활성 화합물은 담체 시스템으로 제형화될 수 있다. 담체는 콜로이드 시스템일 수 있다. 콜로이드 시스템은 인지질 이중층 비히클인 리포솜일 수 있다. 일 실시양태에서, 치료제, 예컨대, 방향족-양이온성 펩티드는 펩티드 무결성을 유지하면서 리포솜에 캡슐화된다. 당업자는 리포솜을 제조하는 다양한 방법이 있음을 이해할 것이다. 리포솜 제형은 클리어런스를 지연시키고 세포성 섭취를 증가시킬 수 있다. 예컨대, Reddy, Ann. Pharmacother., 34(7-8):915-923 (2000))를 참고한다. 활성 화합물은 또한 비제한적으로 가용성, 불용성, 투과성, 불투과성, 생분해성 또는 위체류 중합체 또는 리포솜을 포함하는 약학적으로 허용가능한 성분으로부터 제조된 입자에 로딩될 수 있다. 이러한 입자는 나노입자, 생분해성 나노입자, 마이크로입자, 생분해성 마이크로입자, 나노구체, 생분해성 나노구체, 미소구체, 생분해성 미소구체, 캡슐, 에멀젼, 리포솜, 미셸 및 바이러스 벡터 시스템을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
중합체 미소구체 지속 방출 제형의 예는 예를 들어, PCT 공개공보 WO 99/15154호(Tracy 등), 미국 특허 제5,674,534호 및 제5,716,644호(둘 모두 Zale 등)에 기재되어 있다.
일부 실시양태에서, 활성 화합물은 이식체 및 미세캡슐화된 전달 시스템을 포함하여, 신체로부터의 신속한 제거에 대해 활성 화합물을 보호할 담체, 예컨대, 제어 방출 제형과 함께 제조될 수 있다. 생분해성, 생체적합성 중합체, 예컨대, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리무수물, 폴리글리콜산, 콜라겐, 폴리오르토에스테르 및 폴리젖산을 사용할 수 있다. 이러한 제형은 알려진 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
전형적으로, 치료적 또는 예방적 효과를 달성하기에 충분한 활성 화합물의 유효량은 하루당 체중 킬로그램당 약 0.000001 mg 내지 하루당 체중 킬로그램당 약 10,000 mg의 범위이다. 적합하게는, 투여량 범위는 하루당 체중 킬로그램당 약 0.0001 mg 내지 하루당 체중 킬로그램당 약 100 mg이다. 일 실시양태에서, 활성 화합물의 단일 투여량은 체중 kg당 0.001-10,000 마이크로그램 범위이다.
본 발명의 이들 및 다른 양태 및 이점은 후속하는 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다. 본원에 기재된 다양한 실시양태의 특성 중 하나 또는 모두는 본 설명의 다른 실시양태를 형성하기 위해 조합될 수 있음을 이해해야 한다.
실시예
현재 개시된 주제는 제한이 아니라 현재 개시된 주제의 예시로서 제공되는 다음의 실시예를 참조하여 보다 잘 이해될 것이다.
실시예 1: AI 기술을 이용한 미토콘드리아 질환에 대한 용도변경된 약물 화합물의 발견
방법
미토콘드리아 기능의 향상 및/또는 미토콘드리아 질환(들)의 치료에 적합한 화합물을 스크리닝하기 위해, 4백만 개의 기존 화합물에 AI-기반 인 실리코 접근법을 적용하였다. 알려진 화합물에 적용된 미토콘드리아 질환에 대한 활성 화합물을 스크리닝하기 위한 인 실리코 접근법은 하기와 같다.
모듈 1 - 그래픽 지식 데이터베이스
모듈 2 - 유전자의 약물-섭동된 전사 발현 패턴에 기반한 약물 용도변경 모델
모듈 3 - 모듈 2의 병태생리적 특성-구현된 잠재 공간의 클러스터링 모델
모듈 4 - 구조적 및 약물-유사 유사성에 기반한 약물 용도변경 모델
모듈 5 - 약물-중심 정보 검색 모델
제1 씨드 그룹
AI-기반 약물 용도변경 모델에 씨드 화합물로서 적용하기 위해, 미토콘드리아 생합성(biogenesis)을 증가시키는 것으로 알려진 베자피브레이트, 커큐민 및 레스베라트롤의 3 개의 치료적 화합물을 문헌(Hirano M et al., Emerging therapies for mitochondrial diseases. Essays Biochem. 2018; 62(3):467-481; El-Hattab AW et al., Therapies for mitochondrial diseases and current clinical trials. Mol Genet Metab. 2017;122(3):1-9; Nightingale H. et al., Emerging therapies for mitochondrial diseases. Brain. 2016;139(6):1633-1648)으로부터 선택하였다.
추가로, 추가적인 4 개의 약물인 아시피목스, 피오글리타존, 로시글리타존 및 바레니클린을 모듈 I에 의해 선택하고, 제1 씨드 그룹에서 미토콘드리아 생합성에 대한 특성을 향상시키기 위해 제1 씨드 그룹에 첨가하였다. 모듈 1에서 제안한 4 개의 약물은 약물-표적, 약물-경로 및 질환-경로 측면에서 위의 3 개의 약물(베자피브레이트, 커큐민 및 레스베라트롤)과 유사한 연결 특성을 가지고 있다.
미토콘드리아 병태생리학에 대한 이러한 화합물의 연관성을 문헌에 의해 입증하였으며; 아시피목스는 임상 연구에서 NAD+ 전구체로서 근육 미토콘드리아 기능에 유익한 효과를 나타내고(van de Weijer T et al., Evidence for a direct effect of the NAD+ precursor acipimox on muscle mitochondrial function in humans. Diabetes. 2015;64(4):1193-1201), 노인 남성의 근육 성능에 대한 이전 임상 연구(NCT02792621)의 긍정적인 결과 이후 저해된 미토콘드리아 기능을 갖는 근육 성능에 대한 새로운 임상 연구(NCT03325491)에 진입하였다. 피오글리타존 및 로시글리타존은 지방 조직, 및 프리드라이히 운동실조 및 다운 증후군을 갖는 환자 세포에서 퍼옥시좀 증식자-활성화된 수용체(PPAR) 감마 작용제로서 미토콘드리아 생합성을 유도하는 것으로 보고되었다(Bogacka I. et al., Pioglitazone Induces Mitochondrial Biogenesis in Human Subcutaneous Adipose Tissue In Vivo. Diabetes. 2005;54(5):1392-1399; Aranca TV. et al., Emerging therapies in Friedreich's ataxia. Neurodegener Dis Manag. 2016;6(1):49-65; Mollo N. et al., Pioglitazone Improves Mitochondrial Organization and Bioenergetics in Down Syndrome Cells. Front Genet. 2019;10). 바레니클린은 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 알파 4/베타 2 하위유형의 부분 작용제이다. 바레니클린(NCT00803868) 및 피오글리타존(NCT00811681)의 임상 시험을 코딩된 단백질이 미토콘드리아 호흡 복합체에 필수적인 역할을 하는 FXN의 유전적 결함이 있는 신경퇴행성 운동 질환인 프리드라이히 운동실조증에 대해 수행하였다. 따라서, 이 4 개의 치료적 화합물(아시피목스, 피오글리타존, 로시글리타존 및 바레니클린)을 위에 언급한 3 개의 알려진 치료적 화합물(베자피브레이트, 커큐민 및 레스베라트롤)과 함께 미토콘드리아 생합성 씨드 그룹으로 지정하였다.
제2 씨드 그룹 및 제3 씨드 그룹
보고된 미토콘드리아 질환에 대한 임상 시험에서 발견된 치료적 분자를 수집하고, 13 개의 분자를 제2 씨드 그룹으로서 선택하였다(표 1).
표 1
Figure pct00001
보고된 임상 시험 약물의 이 씨드 그룹은 항산화제, 미토콘드리아 생합성 촉진제 및 NAD+ 조정인자로 이루어졌으며 항산화 및 산화적 스트레스-조정 화합물이 가장 많았다.
미토콘드리아 생물학의 최근 병리학적, 생리학적 및 약학적 발전을 보완하기 위해, 제3 씨드 그룹을 추가적으로 준비하였다. 신경퇴행성 질환, 산화적 스트레스-유도된 질환 또는 대사 질환에 대해 보고된 전임상 및 임상 시험의 약물 화합물을 모듈 1에 적용하여, 미토콘드리아 작용 메커니즘(MOA)을 갖는 화합물을 식별하였다. 모듈 1에 사용된 질환은 비제한적으로 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 근위축성 측삭 경화증, 다발성 경화증, 허혈 재관류 상해, NASH, 심혈관 질환, 만성 폐쇄성 폐 질환, 만성 신장 질환 및 당뇨병을 포함하는 것이다. 또한, 최근 보고된 미토콘드리아 질환 표적을 위해 설계된 치료적 분자를 모듈 1에서 조사하였다. 미토콘드리아 질환의 요법에 대해 주목되는 최근 생겨난 표적은 DRP1 억제제, 5-리폭시게나제 억제제, SIRT1 활성화제, PARP-1 억제제 및 NRF2 활성화제를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 그 결과, 모듈 1에 의해 제안된 치료적 분자 중, 인 비보 모델에서 미토콘드리아 MOA가 입증된 10 개의 화합물을 미토콘드리아 MOA 씨드 그룹(제3 씨드 그룹)으로서 선정하였다. 이들은 이메글리민(Vial G. et al., Imeglimin Normalizes Glucose Tolerance and Insulin Sensitivity and Improves Mitochondrial Function in Liver of a High-Fat, High-Sucrose Diet Mice Model. Diabetes. 2015;64(6):2254-2264), 블라카메신(Missling CU, ANAVEX 2-73, a Clinical Candidate for Neurodevelopmental Disorders: New data Including AnC-Seizure data in Angelman Syndrome. :24), 이스라디핀(Guzman JN, et al., Systemic isradipine treatment diminishes calcium-dependent mitochondrial oxidant stress. J Clin Invest. 2018;128(6):2266-2280), 라트레피르딘(Eckert SH, et al., Mitochondrial Pharmacology of Dimebon (Latrepirdine) Calls for a New Look at its Possible Therapeutic Potential in Alzheimer's Disease. Aging Dis. 2018;9(4):729-744), 레스베라트롤(Decui L, et al., Micronized resveratrol shows promising effects in a seizure model in zebrafish and signalizes an important advance in epilepsy treatment. Epilepsy Res. 2020;159:106243), 니코틴아미드(Bayrakdar ET, et al., Ex vivo protective effects of nicotinamide and 3-aminobenzamide on rat synaptosomes treated with Aβ(1-42). Cell Biochem Funct. 2014;32(7):557-564), Mdivi-1(Bido S, et al., Mitochondrial division inhibitor-1 is neuroprotective in the A53T-α-synuclein rat model of Parkinson's disease. Sci Rep. 2017;7), CNB-001(Jayaraj RL, et al., CNB-001 a novel curcumin derivative, guards dopamine neurons in MPTP model of Parkinson's disease. Biomed Res Int. 2014;2014:236182), CPUY192018(Lu M-C, et al., CPUY192018, a potent inhibitor of the Keap1-Nrf2 protein-protein interaction, alleviates renal inflammation in mice by restricting oxidative stress and NF-κB activation. Redox Biol. 2019;26; Lu M-C, et al., An inhibitor of the Keap1-Nrf2 protein-protein interaction protects NCM460 colonic cells and alleviates experimental colitis. Sci Rep. 2016;6)) 및 화합물 14(Ma B, et al., Design, synthesis and identification of novel, orally bioavailable non-covalent Nrf2 activators. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. Published online December 2, 2019:126852)이다.
약물-섭동된 전사 유사성을 사용함으로써 미토콘드리아 질환 치료 효능에 대한 후보 약물 화합물의 판정
미토콘드리아 생합성 씨드 그룹(제1 씨드 그룹)을 모듈 2 및 모듈 3에 적용하였다. 모듈 2는 Broad Institute LINCS 프로젝트로부터 수득된 약물-섭동된 유전자 발현 데이터세트를 훈련함으로써 전사 유사성에 기반한 약물 용도변경 모델이다(Subramanian A., et al., A Next Generation Connectivity Map: L1000 Platform And The First 1,000,000 Profiles. bioRxiv. Published online May 10, 2017:136168; Musa A., et al., L1000 Viewer: A Search Engine and Web Interface for the LINCS Data Repository. Front Genet. 2019;10). LINCS 라이브러리에서 11,000 개 초과의 약물의 새로운 용도를 예측한다. 미토콘드리아 질환이 모듈 2의 약물 적응증 시스템에 분류되어 있지 않았기 때문에 모듈 3을 생성하였다. 모듈 3에서, 최적화된 하이퍼-매개변수 하의 모듈 2의 잠재 공간에서의 약물 섭동된 유전자 발현 데이터의 각각의 주어진 벡터를 훈련하고 클러스터링하였다. 클러스터 내의 약물의 유전자 발현 데이터의 분포 패턴 및 빈도를 스코어링 시스템에 반영하였다. 결과적으로, 씨드 화합물의 약물-섭동된 전사 유사성을 사용함으로써, 모듈 3으로부터 소위 인접 화합물을 추출하였다. 실제로, 씨드 화합물 및 인접 화합물 간의 약물-표적 유사성은 항암 약물과 알려진 타겟으로 이루어진 암 검증 세트를 모듈 3에 적용하여 인 실리코에서 검증하였다.
구조적 및 약물-유사 유사성을 사용함으로써 미토콘드리아 질환 치료 효능에 대한 후보 약물 화합물의 판정
모듈 4를 공개 데이터베이스로부터 물리적 활동을 포함하는 약 4백만 개의 SMILES 스트링의 데이터세트를 사용함으로써 구성하였다. 모듈 4의 딥 러닝 알고리즘은 화합물의 구조적 및 약물-유사 유사성을 구현하는 잠재 화학 공간을 생성하며, 이를 통해 씨드 화합물로부터 원하는 특성을 갖는 인접 화합물을 발견할 수 있다.
임상 시험 씨드 그룹(제2 씨드 그룹) 및 미토콘드리아 MOA 씨드 그룹(제3 씨드 그룹)을 모듈 4에 적용하였다. 임상 시험 씨드 그룹으로부터의 약물 화합물을 코사인 거리의 계산에 의해 선택하고, 미토콘드리아 MOA 씨드 그룹으로부터의 약물 화합물 목록을 코사인 거리 및 유클리드 거리 둘 모두를 컴퓨팅함으로써 추출하였다. 각각의 씨드의 인접 화합물을 이들의 SMILES를 CAS 등록 번호와 매핑함으로써 식별하였다. CAS 등록 번호가 없는 화합물을 목록으로부터 제거하였다.
필터링
모든 인접 화합물을 모듈 5에 적용하였으며, 이를 통해 연구자가 과학 문헌 및 특허에서 약물-중심 정보를 검색할 수 있게 하였다. 모듈 5에서는 미토콘드리아 호흡 연쇄 반응의 기능장애로 인한 일차 미토콘드리아 질환에 대한 치료제로서 보고되었거나, 독성 시험에 의해 미토콘드리아 독성을 갖는 것으로 입증되었거나, 미토콘드리아 질환을 갖는 환자 또는 비제한적으로 세포성 이벤트, 예컨대, 아폽토시스, ROS 생산 및 미토콘드리아 호흡 복합체의 억제를 포함하는 미토콘드리아 기능 및/또는 미토콘드리아 항상성에 독성이 있는 것으로 보고된 화합물을 제거하였다. 추가적으로, 독성이 보고된 약물들이나 약물 개발에 취약점을 가진 약물들, 예컨대 전임상 단계 약물들, 비경구 투여 약물들, 구입 가능하지 않은 약물들, 및 심각한 부작용을 갖는 약물들을 제거하였다.
결과
인접 화합물 목록을, 미토콘드리아 질환 또는 미토콘드리아-관련 질환에 대한 치료적 및/또는 기전적 활성에 대해 27 개의 씨드 화합물을 사용하여 STANDIGM AI-기반 약물 용도변경 공정을 통해 추출하였다.
여과 공정 후, 3 개의 약물 화합물(즉, 조사마이신, 사이프로테론 및 실니디핀)을 임상 시험 씨드 그룹과의 구조적 유사성을 사용하는 접근법을 통해 선택하였고, 3 개의 약물 화합물(즉, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰)을 미토콘드리아 MOA 씨드 그룹과의 구조적 유사성을 사용하는 접근법을 통해 선택하였다.
표 2는 각각의 접근법으로부터 선택된 6 개의 화합물을 IUPAC 명칭 및 화학적 구조와 함께 도시한다. 하기 실시예 2에서, 사이프로테론을 염 형태로서 테스트하였으며, 이의 염 형태를 또한 표 2에 기재하였다. 그러나, 6 개의 화합물의 약학적으로 허용가능한 염은 표 2에 기재된 염 형태에 제한되지 않는다.
표 2
Figure pct00002
Figure pct00003
실시예 2: 미토콘드리아 질환 치료 효능에 대한 AI-발견 약물 화합물의 인 비트로 검증
방법
세포 배양 및 화학적 처리
SH-SY5Y 인간 신경아세포종 세포를 37℃/5% CO2에서 10% 소 태아 혈청(FBS), 100 U/ml의 페니실린 및 100 μg/ml의 스트렙토마이신이 보충된 둘베코의 변형된 이글 배지(DMEM)/F12(완전 배지, CM)에서 배양하였다. 5 X 104 개의 세포/웰로 씨딩된 세포를 96-웰 플레이트에서 24 시간 동안 배양한 후, 혈청-결핍 배지(SDM, 0.5% FBS를 함유하는 DMEM/F12)에서 16 시간 동안 항온처리하였다. SDM 중의 세포를 각각의 화학물질로 4 시간 동안 전-처리한 후, 1 mM의 미토콘드리아 복합체 I 억제제(MPP+) 또는 디메틸 설폭사이드(DMSO) 비히클과 20 시간 동안 항온처리하였다.
세포 생존력 검정 - 메틸티아졸테트라졸륨(MTT) 검정
MTT 검정은 살아있는 세포에서 MTT를 포르마잔으로 환원시키는 미토콘드리아 NAD(P)H-의존적 산화환원효소 활성의 척도이다. 따라서, MTT 검정은 미토콘드리아 대사율을 측정함으로써 생존가능한 세포의 양을 검사하며(Rai Y. et al., Mitochondrial biogenesis and metabolic hyperactivation limits the application of MTT assay in the estimation of radiation induced growth inhibition, Scientific Reports. 2018;8(1):1531), 이는 세포의 대사 생존력을 나타낸다. 96-웰 플레이트의 SDM 중의 SH-SY5Y 세포(2.5 x 104 개의 세포/웰)를 이전 단락에 표시된 바와 같이 화학물질로 처리하고, 4 시간 동안 3-(4,5 디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐-테트라졸륨 브로마이드(MTT, Sigma) 용액(PBS 중 0.2 mg/ml MTT)으로 추가로 항온처리하였다. 살아있는 세포에 의해 형성된 MTT 포르마잔 침전물을 0.04 N HCl/이소프로판올 100 μl에 용해시켰다. 540 nm에서의 흡광도를 ELISA 마이크로플레이트 판독기(Molecular Devices, Sunnyvale, CA)로 측정하였다.
세포내 ATP 검정 - 루시퍼라제-기반 검정
세포내 ATP 함량을 제조사의 지침에 따라 Cell Titer 루시퍼라제 키트(Promega)를 이용한 루시페린-루시퍼라제 반응으로 측정하였다. 20 μl의 세포 용해물을 20 μl의 루시페린-루시페라제 반응 완충액과 혼합하고, 20℃에서 10 분 동안 항온처리하였다. 발광 신호를 LB 9501 LUMAT® 발광계(Berthold, German)를 이용하여 측정하였다. 세포가 없는 배지를 함유하는 대조군 웰의 배경 발광 값을 신호에서 감산(즉, 보정)하였다. ATP 함량의 양을 단백질 농도로 정규화하였다. 모든 데이터를 계산 후 대조군의 백분율로서 표시하였다.
미토콘드리아 막 전위(ΔΨm) 검정 및 반응성 산소 종(ROS) 검정
미토콘드리아 막 전위를 테트라메틸로다민 에틸에스테르(TMRE, Molecular Probe)를 사용하여 측정하였다. 흑색 96-웰 배양 플레이트의 세포를 페놀 레드가 없는 SDM에서 37℃에서 30 분 동안 200 nM의 TMRE 및 HOECHST® 33342(0.5 μM)와 함께 항온처리하였다.
유사하게, 총 및 미토콘드리아 ROS 생성을 각자 CM-H2DCFDA 및 MitoSox를 사용하여 측정하였다. 세포를 37℃에서 1 시간 동안 1 μM의 CM-H2DCFDA 또는 5 μM의 MitoSox 및 0.5 μM의 Hoechst 33342와 함께 항온처리하였다.
TMRE의 경우 550 nm/580 nm, MitoSox의 경우 510 nm/580 nm, CM-H2DCFDA의 경우 494 nm/522 nm에서의 형광 세기를 355 nm/480 nm에서의 HOECHST® 세기에 의해 정규화하였다(Spectramax Gemini EM, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA).
결과
3 개의 약물 화합물(조사마이신, 사이프로테론 및 실니디핀)은 보호 효과를 나타냄
휴지기 인간 신경아세포종 세포(SH-SY5Y) 세포를 20 시간 동안 1 mM의 MPP+ 처리 전에 다양한 농도(즉, 1 nM, 1 μM)의 각각의 약물 화합물로 4 시간 동안 처리하였다.
도 1(a)-1(c)에 도시된 바와 같이, 인간 신경아세포종 세포(SH-SY5Y)에서 MPP+ 유도된 세포성 및 미토콘드리아 손상은 조사마이신, 사이프로테론 아세테이트 및 실니디핀의 3 개의 화합물 모두에 의해 완화되었다. 구체적으로, 도 1(a) 및 1(b)에 도시된 바와 같이, 3 개의 화합물 모두는 세포내 ATP 함량 및 TMRE-매개된 미토콘드리아 막 전위에서 MPP+에 대한 보호 효과를 나타냈다. 특히, 대부분의 화합물은 임상 시험에서 미토콘드리아 질환에 대한 참조 및 치료적 화합물인 포스포크레아틴과 유사하거나 더 나은 보호 능력을 나타냈다.
도 1(c)에 도시된 바와 같이, 3 개의 약물 모두는 MPP+-유도된 사멸에 대한 대사 세포 생존력을 증가시켰다. 특히, 3 개의 화합물 모두 1 nM에서 생존력 증가 효과가 통계적으로 유의하였다.
5 개의 약물 화합물(조사마이신, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰)은 용량-의존적 방식으로 보호 효과를 나타냄
5 개의 약물 화합물인 조사마이신, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰을 용량-의존적 방식으로 보호 효과를 검증하기 위해 테스트하였다(즉, 조사마이신 및 실니디핀의 경우 0.001 내지 10 μM, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰의 경우 0.01 내지 100 nM).
도 2(a) 및 2(b)에 도시된 바와 같이, 모든 약물 화합물은 테스트된 모든 농도 범위에 걸쳐 각자 세포 생존력 및 세포내 ATP 함량에서 MPP+에 대한 보호 효과를 나타내었다. 흥미롭게도, 조사마이신 및 실니디핀은 임상 시험에서 미토콘드리아 질환에 대한 참조 약물인 포스포크레아틴보다 우수한 회복 능력을 나타냈다. 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰은 임상 시험에서 미토콘드리아 질환에 대한 다른 참조 약물인 RTA408과 유사한 효과를 보여주었다. 도 2(c)에 도시된 바와 같이, MPP+에 의한 감소된 TMRE-매개된 미토콘드리아 막 전위는 5 개의 약물 화합물이 모든 테스트된 농도 범위에 걸쳐 처리될 때 완화되었다.
도 2(d) 및 2(e)에 도시된 바와 같이, 조사마이신, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰의 5 개의 약물 화합물 모두는 테스트된 농도 범위에서 MPP+-병변 세포와 비교하여 감소된 ROS 생산을 보여주었다. 감소 수준은 2 개의 참조 시험 약물인 포스포크레아틴 및 RTA408의 수준과 유사하거나 이보다 우수하였다. 흥미롭게도, 실니디핀은 0.001 내지 1 μM 농도에서 미토콘드리아 및 세포성 ROS 생산 둘 모두의 유의한 감소를 나타내었지만, ROS 생산은 10 μM에서 현저하게 증가하였다.
실시예 3: 미토콘드리아 질환 치료를 위한 AI-발견 약물 화합물의 미토콘드리아 질환 동물 모델, 즉 C. elegans 및 D. rerio(제브라피쉬)를 이용한 인 비보 검증
방법
C. elegans 의 수명 검정 - 활동, 사망률 및 몸통 길이
수명 검정을 미토콘드리아 복합체 I 돌연변이, C. elegans gas-1(fc21) 및 C. elegans 야생형(브리스톨 N2)에서 수행하였다. 브리스톨 N2 및 gas-1(fc21) 집단을 표백에 의해 동기화시키고, 선충 성장 배지(NGM) 플레이트에서 L4 유충 단계로 성장시켰다. 30-35 개의 L4 자웅동체를 COPAS BIOSORTER™에 의해 24-웰 플레이트에서 각각의 웰로 분류하였다. 24-웰 플레이트는 NGM, C. elegans의 먹이인 E. Coli(대장균) OP50, C. elegans의 자손 발달을 방지하기 위한 50 μM의 플루오로데옥시유리딘(FUDR), 및 적절한 농도의 약물 화합물로 이루어졌다.
그런 다음, 동물의 수명에 걸쳐 연속 2 개의 이미지를 사용하는 24-웰 플레이트를 EPSON PERFECTION™ V700 평판 스캐너로 매일 이미징하였다. 스캐너로부터의 광은 C. elegans에게 물리적 자극을 유발하여, C. elegans가 살아 있는지 결정하였다. 각각의 웰의 C. elegans 움직임 영역을 반영한 각각의 쌍의 이미지 세트로부터 차등 이미지를 계산한 다음, 수득된 이미지를 히스테리시스 임계화를 통해 이진 흑백 이미지로 전환하였다. 픽셀 상이함에 기반하여 생성된 WormScan 점수는 측정된 수명 및 활동 값의 통합 측정지표이다. C. elegans는 움직임이 10% 미만인 경우 사멸한 것으로서 스코어링하였다. C. elegans의 몸통 길이 또는 사망률을 Image J에서 수행하였다. 통계적 분석을 Graphpad Prism V8에서 수행하였다.
미토콘드리아 스트레스 검정 - ARM-6 및 HSP-6 형광법
Hsp-6::GFP 유도를 Cell Insight CX5 고 함량 스크리닝(HCS) 플랫폼(Thermo Scientific)을 사용하여 살아있는 C. elegans arm-6; hsp-6; gas-1(fc32)(AGH) 동물에서 정량화하여, 미토콘드리아 스트레스를 평가하였다. hsp-6::GFP 유도를 정량화하기 위해, C. elegans AGH 군집을 동기화하고, 고체 NGM 플레이트에서 출생부터 L1 단계까지 성장시켰다. 그런 다음, C. elegans를 384-웰 플레이트로 옮기고, 25 μM의 약물 화합물과 함께 50 μL의 E. Coli OP50 배지에서 성장시켰다. 후속적으로, C. elegans를 L1에서 L4 유충 단계까지 384-웰 플레이트에서 성장시켰다. L4 단계에서, C. elegans를 40 μL의 2.4 mg/mL 레바미솔로 마비시켰다. 살아있는 C. elegans AGH를 이미지화하기 위해 고 함량 이미징 분석을 사용하였다. Arm-6을 몸통 크기 마커로서 사용하고, 청색 형광 유도를 386 nm의 여기 파장에서 정량화하였다. Hsp-6-::GFP 유도는 미토콘드리아 스트레스의 녹색 형광 마커였으며, 485 nm의 여기 파장에서 정량화하였다. Hsp-6::GFP 유도로부터의 형광 세기를 C. elegans AGH 스트레인(strain)의 몸통 크기로 정규화하여, 약물 치료(들)의 유효성을 분석하였다. 통계적 분석을 Graphpad Prism V8에서 수행하였다.
TMRE 검정 - 미토콘드리아 막 전위
C. elegans의 미토콘드리아 막 전위 및 질량의 고-처리량 정량화를 COPAS Biosorter를 사용하여 C. elegans Cox-4::GFP(녹색 형광 단백질) 선충에서 정량화하였다. 미토콘드리아 막 전위를 적색 형광 염료인 TMRE로 측정하였다. C. elegans Cox-4::GFP를 출생부터 빈 벡터 및 gas-1 RNAi 플레이트에서 동기화 및 성장시켰다. L4 단계에서, C. elegans를 약물 화합물 및 TMRE를 포함하는 플레이트로 옮기고, 약물 화합물 및 TMRE에 24 시간 동안 동시-노출시켰다. 이어서, C. elegans L4 단계 선충을 6 mL의 S. 바살로 세척한 다음, S. 바살에서 30 분 동안 항온처리하여, 위장관으로부터 잔류 형광 염료를 제거하였다. COPAS Biosorter를 선충 세포에서 TMRE 형광의 상대 세기를 측정하기 위해 여기 파장 561 nm 및 방출 필터 615 nm에서 사용하였다. C. elegans Cox-4::GFP로부터의 GFP 형광을 여기 파장 488 nm 및 방출 필터 510 nm를 활용하여 정량화하였다. 막 전위 세기를 미토콘드리아 질량 세기로 정규화하기 위해, 적색 형광을 여기 파장 561 nm 및 방출 필터 625 nm에서 측정하였다.
미토콘드리아 복합체 IV 질환 제브라피쉬 모델의 인 비보 효능 테스트 - 유충 뇌사, 신경근 탭/접촉 반응 및 심장박동 측정
효능 테스트를 야생형(AB) 및 Surf1 -/- 제브라피쉬에 대해 수행하였으며, 여기서 SURF1은 복합체 IV 조립 인자이다. AB 및 Surf1 -/- 제브라피쉬 배아를 수집하고, 0 일차에 웰당 10 마리의 제브라피쉬로 분류하였다. 이어서, AB 및 Surf1 -/- 제브라피쉬를 표백에 의해 동기화하고, 수정 후 1 일(dpf)에 프로나제로 처리하였다. 5 dpf에 AB 및 Surf1 -/- 제브라피쉬에 약물 화합물(1 nM - 10 μM)을 전처리하였다. 이 전처리 후, 6 dpf에 미토콘드리아 복합체 IV 활성 억제를 위한 소듐 아지드(75 μM)와 약물 화합물을 AB 제브라피쉬에 공동처리하였다. Surf1 -/- 제브라피쉬의 경우에는 6 dpf에 소듐 아지드(32.5 μM)와 약물 화합물을 동시처리하였다. 7 dpf에 이들의 표현형을 평가하였다. 특히, AB 및 Surf1 -/- 제브라피쉬를 생리학적 매개변수, 예컨대, 뇌사의 발달, 신경근 탭 및 접촉 반응, 및 심장박동에 대한 아지드-단독 처리된 대조군과 비교하여 약물 화합물 및 아지드의 공동-처리 효과에 대해 스코어링하였다. 질환 상태를 나타내는 뇌 세포 사멸을 건강한 제브라피쉬 유충에서는 발생하지 않는 뇌 영역에서의 회색 변색을 나타내는 제브라피쉬로 기록하였다. 신경근 반응을 접촉 반응(유충을 탐침을 이용하여 수동으로 접촉시켰을 때) 및 놀람 반응(배양 용기를 탐침을 이용하여 가볍게 탭핑하였 때)에 의해 평가하였다. 심장박동을 현미경 시각화에 의해 존재하거나 부재한 것으로서 기록하였다.
미토콘드리아 복합체 IV 질환 모델에서의 효능 시험 - 수영 활동 분석
수영 활동 분석을 AB 제브라피쉬에서 수행하였다. 배아 및 유충을 28℃에서 유지시켰다. 웰당 10 마리의 제브라피쉬 배아를 수집하고 분류하기 위해 성체 제브라피쉬를 분할되지 않은 교배 탱크에 쌍으로 준비하였다. AB 제브라피쉬를 5 dpf에 약물 화합물로 전처리한 다음, 6 dpf에 소듐 아지드(75 μM) 및 약물 화합물로 공동처리하였다. AB 제브라피쉬를 7 dpf에 96-웰 플레이트로 옮기고, 수영 활동 검정을 위한 조건당 8 마리의 제브라피쉬를 이용하였다. 약물 치료를 자동화된 이미징 시스템 Zebra Box(ViewPoint Life Sciences)를 사용하여 평가하였고, 데이터를 ZebraLab 소프트웨어(ViewPoint Life Sciences)를 사용하여 수집하였다. 제브라피쉬를 10 분 동안 60% 광에 적응시켜 안정적인 활동 수준을 달성한 다음, 10 분 동안 암흑(0% 광)에 노출시켜, 처음 5 분 동안 운동량(locomotion)이 최대로 증가한 다음 점진적으로 안정적인 수준으로 저하되는 놀람 반응을 생산하였다. 화합물의 구제를 관찰하기 위해 10 분 동안 점등 및 소등의 광의 사이클을 분석당 연속 3 회 반복하였다. 암흑 사이클의 처음 5 분 동안 제브라피쉬의 최대 움직임의 평균값을 Graphpad Prism 7.04에서 분석하였다.
결과
C. elegans 의 수명, 활동 및 인 비보 성장 검정 - 트라피딜 및 메티라폰
2 개의 약물 화합물인 트라피딜 및 메티라폰을 감소된 미토콘드리아 복합체 I 활성을 유발하는 미토콘드리아 복합체 I 서브유닛(ndufs2 -/- ) 동형접합 미스센스 돌연변이를 보유하는 C. elegans gas-1(fc21) 스트레인(strain)의 인 비보 연구를 통해 테스트하여, 인 비트로에서 관찰되었던 용량-의존적인(즉, 1 nM, 10 nM, 100 nM 및 1 μM) 구제 효과를 검증하였다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, C. elegans gas-1의 활동은 야생형(N2 브리스톨) 대조군에 비해 유의하게 감소한 반면, 트라피딜은 1 nM, 10 nM, 100 nM 및 1 μM의 농도에서 미토콘드리아 복합체 I 돌연변이인 gas-1(fc21)에서 유익한 효과를 나타냈다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 트라피딜 처리된 gas-1(fc21) 선충의 생존 수는 10 nM, 100 nM 및 1 μM 농도에서 10 일차에, 및 1 nM, 100 nM 및 1 μM의 농도에서 15 일차에 미처리된 gas-1(fc21) 선충의 수에 비해 증가하였다. 추가로, 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 미처리된 gas-1(fc21) 선충의 몸통 길이는 야생형(N2 비리스톨) 대조군에 비해 유의하게 저하된 반면, 트라피딜의 농도가 1 nM에서 1 μM로 증가함에 따라 점진적이고 유의하게 회복되었다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 메티라폰은 활동에서 1 nM, 10 nM, 100 nM 및 1 μM의 농도에서 미토콘드리아 복합체 I 돌연변이 gas-1(fc21) 선충에서 유익한 효과를 나타냈다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 메티라폰 처리된 gas-1(fc21) 선충의 생존 수는 1 nM, 10 nM, 100 nM 및 1 μM의 농도에서 10일 및 15 일차에 미처리된 gas-1(fc21) 선충의 수에 비해 증가하였다. 추가로, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, gas-1(fc21) 선충의 몸통 길이는 야생형(N2 브리스톨) 대조군에 비해 유의하게 저하된 반면, 1 nM, 100 nM 및 1 μM의 농도에서 통계적으로 유의한 개선으로 회복되었다.
인 비보 미토콘드리아 스트레스 검정 - 조사마이신 및 실니디핀
조사마이신 및 실니디핀은 미토콘드리아 복합체 I 돌연변이 C. elegans gas-1(fc21) 스트레인에서 높은 미토콘드리아 스트레스에 대해 통계적으로 유의하게 개선된 구제 효과를 나타냈다. 구체적으로, hsp-6 p::GFP 녹색 형광 리포터를 보유하는 C. elegans gas-1(fc21) 선충을 L1 단계에서 L4 단계까지 25 μM의 완충액 또는 약물(조사마이신 또는 실니디핀)로 처리하였다. 조사마이신 처리된 C. elegans gas-1(fc21) 선충은 hsp-6p 녹색 형광 세기가 미처리된 gas-1(fc21) 선충에 비해 12.48% 저하된 것으로 나타났으며, 실니디핀 처리된 gas-1(fc21) 선충은 hsp-6p 녹색 형광 세기가 미처리된 gas-1(fc21) 선충에 비해 12.06% 저하된 것으로 나타났다. 이러한 인 비보 결과는 조사마이신 및 실니디핀이 유전자-기반 복합체 I 질환 동물 모델에서 미토콘드리아 스트레스를 성공적으로 호전시켰음을 입증한다(도 5(a) 및 5(b) 참고).
표 3
Figure pct00004
인 비보 미토콘드리아 막 전위 TMRE 검정 - 실니디핀
인 비보 미토콘드리아 막 전위 TMRE 검정에 사용된 C. elegans 선충을 24 시간 동안 25 μM의 완충액 또는 약물 화합물에 노출시켰다. 도 6에 도시된 바와 같이, C. elegans gas-1 선충을 gas-1을 코딩하는 K09A9.5 유전자를 녹다운하기 위해 섭식 RNA 간섭(RNAi)을 사용하여 연구하였다. 실제로, gas-1 RNAi 선충은 정상 gas1 발현을 갖는 빈 벡터 대조군인 L4440에 비해 58.5%만큼 유의하게 감소된 미토콘드리아 막 전위를 나타냈으며, 이는 gas-1에서 발생하는 미토콘드리아 막 전위의 유의한 감소를 나타낸다. 25 μM 실니디핀 처리된 gas-1 RNAi 선충의 미토콘드리아 막 전위는 미처리된 gas-1 RNAi 선충에 비해 42.3%만큼 통계적으로 유의하게 증가하였다(p <0.0001).
미토콘드리아 복합체 IV 질환 제브라피쉬 모델에서의 인 비보 효능 테스트 - 조사마이신, 사이프로테론, 펠로디핀, 트라피딜 및 메티라폰
조사마이신을 AB 제브라피쉬 또는 Surf1 -/- 제브라피쉬에서 6 dpf에 소듐 아지드와 함께 공동-처리하였으며, 여기서 SURF1은 미토콘드리아 복합체 IV 조립 인자이며, SURF1의 결핍은 사람에게서 미토콘드리아 질환과 연관되어 있다. 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 조사마이신 처리된 AB 제브라피쉬는 1 nM 내지 100 nM의 농도에서 75 μM의 소듐 아지드-유도된 동물 기능장애(유충 뇌사, 신경근 탭 및 접촉 반응 저하, 및 심장박동 부재)의 예방을 나타냈다. 추가로, 조사마이신 처리된 Surf1 -/- 제브라피쉬는 1 nM 내지 1 μM의 농도를 통해 32.5 μM의 소듐 아지드-유도된 기능장애(유충 뇌사, 신경근 탭 및 접촉 반응 저하, 및 심장박동 부재)의 회복을 나타냈다.
도 7(b)에 도시된 바와 같이, 10 μM의 사이프로테론 아세테이트는 75 μM의 소듐 아지드로 처리된 AB 제브라피쉬에서 소듐 아지드-유도된 동물 기능장애 및 사멸(유충 뇌사, 신경근 반응 저하 및 심장박동 부재)을 완전히 예방하였다. 추가로, 10 μM의 사이프로테론 아세테이트는 32.5 μM의 소듐 아지드로 처리된 Surf1 -/- 제브라피쉬에서 소듐 아지드-유도된 기능장애(유충 뇌사, 신경근 탭 및 접촉 반응 저하, 및 심장박동 부재)를 예방하였다.
펠로디핀 처리된 AB 제브라피쉬는 (도 7(c)에 도시된 바와 같이) 100 nM 내지 1 μM의 농도에서 소듐 아지드-유도된 동물 기능장애 및 사멸(유충 뇌사, 신경근 탭 및 접촉 반응 저하, 및 심장박동 부재)을 예방하였다.
Surf1 -/- 제브라피쉬를 1 nM 내지 10 μM의 농도 범위에 걸쳐 트라피딜로 처리하였다. 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 트라피딜은 1 nM 내지 100 nM의 농도에서 소듐 아지드-유도된 동물 기능장애 및 사멸(유충 뇌사, 신경근 탭 및 접촉 반응 저하, 및 심장박동 부재)을 예방하는 유익한 효과를 생산하였다.
메티라폰 처리된 AB 제브라피쉬는 (도 7(e)에 도시된 바와 같이) 1 μM의 농도에서 소듐 아지드-유도된 동물 기능장애(유충 뇌사, 신경근 반응 저하 및 심장박동 부재)를 예방하였다.
미토콘드리아 복합체 IV 질환 제브라피쉬 모델의 인 비보 수영 활동 분석 - 사이프로테론 및 펠로디핀
소듐 아지드 처리된 AB 제브라피쉬는 미처리된 AB 제브라피쉬에 비해 50%만큼 저하된 수영 활동을 보여주었다. 도 8(a) 및 8(b)에 도시된 바와 같이, 사이프로테론 아세테이트 및 펠로디핀 처리된 AB 제브라피쉬는 각자 10 μM 및 500 nM의 농도에서 소듐 아지드 처리된 AB 제브라피쉬와 비교하여 수영 활동을 유의하게 구제하였다(p <0.05).
실시예 4: AI-발견 약물 화합물을 검증하기 위한 일차 미토콘드리아 질환 인간 대상체의 섬유아세포 세포주의 ATP 함량-기반 세포 생존력 검정
방법
인간 미토콘드리아 질환 대상체의 섬유아세포 세포주의 인 비트로 생존력 검정
섬유아세포 세포주(FCL)를 필라델피아 아동 병원의 미토콘드리아 의학 클리닉에서 수행된 인간 대상체의 피부 생검으로부터 수득하였다. FCL은 마이코플라스마가 없는 것으로 확인되었다. 연구된 특이적 세포주는 건강한 대조군에 대한 Q1881p1, 미토콘드리아 복합체 I 결핍 질환에 대한 Q1687F(NUBPL -/- ), 미토콘드리아 복합체 IV 결핍 질환에 대한 Q1775F(Surf1 -/- )를 포함하였다. FCL을 1 g/L(5.5 mM)의 글루코스를 함유하고 10% FBS 및 50 μg/mL의 유리딘으로 보충된 DMEM에서 24 시간 동안 성장시켰다. 배양 배지를 미토콘드리아 결핍 세포에 스트레스를 가하는 수단으로서 글루코스를 함유하지 않은 10% FBS 및 50 μg/mL의 유리딘이 보충된 10 mM의 갈락토스 배지로 교체한 다음, 약물 화합물과 72 시간 동안 공동처리하였다. 섬유아세포 세포 생존력을 하나의 96-웰 플레이트(n = 4 개의 웰/조건)에서 CellTiter-Glo 2.0 세포 생존력 검정 키트(Promega)를 사용하여 평가하였다. 통계적 분석을 Graphpad Prism에서 스튜던트 t-테스트에 의해 수행하였다.
결과
각각 미토콘드리아 복합체 I 또는 IV 결핍 장애를 갖는 인간 대상체의 FCL(Q1687F 또는 Q1775F)은 글루코스 없이 10 mM의 갈락토스를 에너지원으로서 사용하였을 때 감소된 미토콘드리아 산화적 인산화 역량을 반영하는 세포내 ATP 함량으로 표시되는 바와 같은 감소된 세포 생존력을 가졌는데, 이는 ATP-생성 기능이 갈락토스만 존재할 때 혐기성 해당작용의 기여 없이 미토콘드리아 산화적 인산화 기능에만 의존하기 때문이다.
도 9(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍을 갖는 인간 대상체로부터의 FCL(Q1775F)은 각자 100 nM의 트라피딜 및 사이프로테론 아세테이트로 처리시, 세포 생존력(총 ATP 수준에 기반함)에서 11.6%(p = 0.004) 및 13.2%(p = 0.001)의 통계적으로 유의한 개선을 가졌다. 게다가, 100 nM의 트라피딜은 중증의 미토콘드리아 복합체 I 결핍 장애를 갖는 인간 대상체로부터의 FCL(Q1687F)의 세포 생존력에서 6.5%(p = 0.058) 개선되어 통계적으로 근소하게 유의한 효능을 가졌다.
요약
본 발명자들은 MPP+-노출된 SH-SY5Y 인간 세포 모델을 사용하여 약리학적 독소에 의해 저해된 미토콘드리아 기능을 호전시키기 위해 스탠다임의 AI 기술을 통해 선택된 6 개의 약물 화합물의 효능을 검증하였다. 나노몰 범위의 처리에서, 6 개의 약물 화합물은 증가된 생존 능력 및 호전된 미토콘드리아 활성, 예컨대, 향상된 세포 대사 생존력, 증가된 세포내 ATP 함량, 증가된 미토콘드리아 막 전위 및 감소된 미토콘드리아내 ROS 또는 세포내 ROS를 나타냈다. 미토콘드리아 질환에 대한 예상 효능을 또한 약리학적 스트레스원(예컨대, 소듐 아지드) 및 유전적 모델, 예컨대, C. elegans gas-1(fc21) 및 D. rerio Surf1 -/- 과 인간 미토콘드리아 질환 대상체의 일차 섬유아세포 세포주를 사용한 인 비보 동물 연구를 사용하여 검증하였다. 조사마이신, 실니디핀, 트라피딜 및 메티라폰은 C. elegans gas-1(fc21) 및 gas-1 RNA 간섭 녹다운 미토콘드리아 복합체 I 질환 모델에 대해 수명, 수영 활동, 성장, 및 미토콘드리아 막 전위 및 미토콘드리아 스트레스를 포함하는 인 비보 미토콘드리아 기능의 다양한 양태의 수준에서 유의한 유익한 효과를 나타냈다. 소듐 아지드 억제된 미토콘드리아 복합체 IV 제브라피쉬 모델 또는 Surf1 -/- 유전자 돌연변이 제브라피쉬 모델에서는 조사마이신, 사이프로테론, 펠로디핀, 트라피딜 또는 메티라폰으로 처리하였을 때 유의하게 개선된 수영 활동, 뇌사 예방, 신경근 기능 및 심장박동 유지를 나타냈다. 놀랍게도, 사이프로테론 및 트라피딜은 인간 미토콘드리아 복합체 IV 질환 대상체의 일차 섬유아세포 세포주의 장기간 대사 스트레스 하에서 생존에 통계적으로 유의한 유익한 효과를 보여, 미토콘드리아 질환을 갖는 환자에게 유망한 치료적 효능을 나타낸다. 총체적으로, 진화적으로 구별되는 2개 이상의 상이한 종의 미토콘드리아 질환 모델에서 효능이 교차 검증된 이 6 개의 시판되는 약물 화합물은 현재 FDA에 승인된 효과적인 치료요법이 존재하지 않는 인간 미토콘드리아 질환에 유익할 것이다. 이러한 결과는 본원에서 논의된 활성 화합물이 인간 미토콘드리아 질환 환자를 치료하고/하거나 미토콘드리아 질환 환자의 세포 및 조직에서 인 비보 미토콘드리아 기능을 향상시키는 데 유용할 것임을 나타낸다.
현재 개시된 주제 및 이의 이점이 상세하게 기재되었지만, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변화, 대치 및 변경이 본원에서 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 본 출원의 범주는 본 명세서에 기재된 공정, 기계, 제조 및 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시양태로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 당업자는 현재 개시된 주제, 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계의 발명으로부터 용이하게 인식할 수 있는 바와 같이, 본원에 기재된 상응하는 실시양태와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 현재 존재하거나 향후 개발될 것이 현재 개시된 주제에 따라 활용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 이러한 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계와 같은 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
다양한 특허, 특허 출원, 공개물, 제품 설명, 프로토콜 및 서열 수탁 번호가 본 출원 전체에 인용되며, 이들의 발명은 모든 목적을 위해 그 전체가 참조로 본원에 원용된다.

Claims (12)

  1. 미토콘드리아 기능의 향상을 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키는 방법으로서,
    조사마이신(josamycin), 사이프로테론(cyproterone), 실니디핀(cilnidipine), 펠로디핀(felodipine), 트라피딜(trapidil), 메티라폰(metyrapone) 및 이의 약학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염이 아세테이트인 것인, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    미토콘드리아 기능의 향상이 하기 (i)~(vi)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트인, 방법:
    상기 하나 이상의 화합물의 투여 전과 비교하여,
    (i) 세포 생존력의 향상;
    (ii) 세포내 ATP 함량의 증가;
    (iii) 미토콘드리아 막 전위의 증가;
    (iv) 미토콘드리아 반응성 산소 종(ROS)의 감소;
    (v) 세포내 ROS의 감소; 및
    (vi) 미토콘드리아 스트레스의 감소.
  4. 제1항에 있어서,
    미토콘드리아 기능의 향상이 하기 (i)~(iv)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트인, 방법:
    상기 하나 이상의 화합물의 투여 전과 비교하여,
    (i) 수명의 증가;
    (ii) 신경 활동의 향상;
    (iii) 운동 활동의 향상; 및
    (iv) 성장의 향상.
  5. 미토콘드리아 질환의 치료를 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시킴으로써 미토콘드리아 질환을 치료하는 방법으로서,
    조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰 및 이의 약학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 유효량을 상기 대상체에 투여하는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    사이프로테론의 약학적으로 허용가능한 염이 아세테이트인, 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 미토콘드리아 질환이 레버 유전성 시신경병증(Leber hereditary optic neuropathy; LHON), 미토콘드리아 근병증, 뇌병증, 젖산증 및 뇌졸중-유사 에피소드(mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes; MELAS) 증후군, 미토콘드리아 복합체 I 결핍, 미토콘드리아 복합체 II 결핍, 미토콘드리아 복합체 III 결핍, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍, 미토콘드리아 복합체 V 결핍, 리 증후군(Leigh syndrome), 상염색체 우성 시신경 위축(autosomal dominant optic atrophy; ADOA), 뇌간 및 척수 침범 및 락테이트 상승을 포함하는 백질뇌병증(leukoencephalopathy with brain stem and spinal cord involvement and lactate elevation; LBSL), 루프트 질환(Luft disease), 다중 아실-CoA 탈수소효소(multiple acyl-CoA dehydrogenase; MAD) 결핍, 미토콘드리아 에노일 CoA 환원효소 단백질-연관 신경변성(mitochondrial enoyl CoA reductase protein-associated neurodegeneration; MEPAN) 증후군, 미토콘드리아 DNA 고갈, 미토콘드리아 뇌병증, 피루베이트 카복실라제 결핍, 미토콘드리아 근병증, 프리드라이히 운동실조(Friedreich's ataxia), 바르트 증후군(Barth syndrome), 치명적인 유아 심장뇌근병증(fatal infantile cardioencephalomyopathy), 샤르코-마리-투스 질환(Charcot-Marie-Tooth disease), 유아 젖산증, 선천성 젖산증(congenital lactic acidosis; CLA), 만성 젖산증, 컨스-세이어 증후군(Kearns-Sayre syndrome; KSS), 미토콘드리아 유전성 당뇨병 및 난청(mitochondrially inherited diabetes and deafness; MIDD), 알퍼스-후텐로허 증후군(Alpers-Huttenlocher syndrome; AHS), 소아 근뇌간병증 스펙트럼(childhood myocerebrohepatopathy spectrum; MCHS), 운동실조 신경병증 스펙트럼(ataxia neuropathy spectrum; ANS: 미토콘드리아 열성 운동실조 증후군(mitochondrial recessive ataxia syndrome; MIRAS) 및 감각 운동실조 신경병증 구음 및 안근마비(sensory ataxia neuropathy dysarthria and ophthalmoplegia; SANDO)로서 이전에 지칭됨), 근간대성 간질 근병증 감각 운동실조(myoclonic epilepsy myopathy sensory ataxia; MEMSA: 간질을 포함하는 척수소뇌 운동실조(spinocerebellar ataxia with epilepsy; SCAE)로서 이전에 지칭됨), 센거 증후군(Sengers syndrome), MEGDEL 증후군(난청, 뇌병증 및 리-유사 증후군을 포함하는 3-메틸글루타콘산뇨증(3-methylglutaconic aciduria with deafness, encephalopathy and Leigh-like syndrome)으로서 또한 알려짐), 피어슨 증후군(Pearson syndrome), 불규칙한 적색 섬유를 갖는 근간대성 간질(myoclonic epilepsy with ragged red fibers; MERRF), 신경성 근육 약화, 운동실조 및 색소성 망막염(neurogenic muscle weakness, ataxia and retinitis pigmentosa; NARP), 만성 진행성 외안근마비(chronic progressive external ophthalmoplegia; CPEO), 미토콘드리아 신경위장관 뇌병증(mitochondrial neurogastrointestinal encephalopathy; MNGIE) 증후군, 카르니틴 결핍, 카르니틴-아실카르니틴 트랜스로카제(carnitine-acylcarnitine translocase; CACT) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제 1A(carnitine palmitoyl transferase 1A; CPT I) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제(carnitine palmitoyl transferase; CPT II) 결핍, 크레아틴 결핍 증후군, 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제(guanidinoacetate methyltransferase; GAMT) 결핍을 함유하는 크레아틴 결핍 증후군, L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(L-arginine:glycine amidinotransferase; AGAT) 결핍, 크레아틴 수송체 결핍(SLC6A8-관련 크레아틴 수송체 결핍을 포함함), 티미딘 키나제 2 결핍(thymidine kinase 2 deficiency; TK2D), 피루베이트 탈수소효소 복합체 결핍(pyruvate dehydrogenase complex deficiency; PDCD), 지방산 산화 장애(fatty acid oxidation disorders; FAOD), 아실-CoA 탈수소효소 9(acyl-CoA dehydrogenase ; ACAD9) 결핍을 함유하는 지방산 산화 장애, 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍(multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency; MADD), 장쇄 아실-CoA 탈수소효소(long-chain acyl-CoA dehydrogenase; LCAD) 결핍, 장쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase; LCHAD) 결핍, 중쇄 아실-CoA 탈수소효소(medium-chain acyl-CoA dehydrogenase; MCAD) 결핍, 단쇄 아실-CoA 탈수소효소(short-chain acyl-CoA dehydrogenase; SCAD) 결핍, 단쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(short-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase; SCHAD) 결핍, 초장쇄 아실-CoA 탈수소효소(very long-chain acyl-CoA dehydrogenase; VLCAD) 결핍, 코-엔자임 Q10 결핍, 및 다발성 미토콘드리아 기능장애 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 방법.
  8. 미토콘드리아 기능의 향상을 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시키고/거나 미토콘드리아 질환의 치료를 필요로 하는 대상체에서 미토콘드리아 기능을 향상시킴으로써 미토콘드리아 질환을 치료하기 위한 조성물로서,
    상기 조성물은 활성 성분으로서 조사마이신, 사이프로테론, 실니디핀, 펠로디핀, 트라피딜, 메티라폰 및 이의 약학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하고, 여기서 상기 조성물의 유효량이 대상체에 투여되는, 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 활성 성분이 사이프로테론 아세테이트인, 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    미토콘드리아 기능의 향상이 하기 (i)~(vi)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트인, 조성물:
    상기 하나 이상의 화합물의 투여 전과 비교하여,
    (i) 세포 생존력의 향상;
    (ii) 세포내 ATP 함량의 증가;
    (iii) 미토콘드리아 막 전위의 증가;
    (iv) 미토콘드리아 반응성 산소 종(ROS)의 감소;
    (v) 세포내 ROS의 감소; 및
    (vi) 미토콘드리아 스트레스의 감소.
  11. 제8항에 있어서,
    미토콘드리아 기능의 향상이 하기 (i)~(iv)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이벤트인, 조성물:
    상기 하나 이상의 화합물의 투여 전과 비교하여,
    (i) 수명의 증가;
    (ii) 신경 활동의 향상;
    (iii) 자발운동 활동의 향상; 및
    (iv) 성장의 향상.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 미토콘드리아 질환이 레버 유전성 시신경병증(LHON), 미토콘드리아 근병증, 뇌병증, 젖산증 및 뇌졸중-유사 에피소드(MELAS) 증후군, 미토콘드리아 복합체 I 결핍, 미토콘드리아 복합체 II 결핍, 미토콘드리아 복합체 III 결핍, 미토콘드리아 복합체 IV 결핍, 미토콘드리아 복합체 V 결핍, 리 증후군, 상염색체 우성 시신경 위축(ADOA), 뇌간 및 척수 침범 및 락테이트 상승을 포함하는 백질뇌병증(LBSL), 루프트 질환, 다중 아실-CoA 탈수소효소(MAD) 결핍, 미토콘드리아 에노일 CoA 환원효소 단백질-연관 신경변성(MEPAN) 증후군, 미토콘드리아 DNA 고갈, 미토콘드리아 뇌병증, 피루베이트 카복실라제 결핍, 미토콘드리아 근병증, 프리드라이히 운동실조, 바르트 증후군, 치명적인 유아 심장뇌근병증, 샤르코-마리-투스 질환, 유아 젖산증, 선천성 젖산증(CLA), 만성 젖산증, 컨스-세이어 증후군(KSS), 미토콘드리아 유전성 당뇨병 및 난청(MIDD), 알퍼스-후텐로허 증후군(AHS), 소아 근뇌간병증 스펙트럼(MCHS), 운동실조 신경병증 스펙트럼(ANS; 미토콘드리아 열성 운동실조 증후군(MIRAS) 및 감각 운동실조 신경병증 구음 및 안근마비(SANDO)로서 이전에 지칭됨), 근간대성 간질 근병증 감각 운동실조(MEMSA; 간질을 포함하는 척수소뇌 운동실조(SCAE)로서 이전에 지칭됨), 센거 증후군, MEGDEL 증후군(난청, 뇌병증 및 리-유사 증후군을 포함하는 3-메틸글루타콘산뇨증으로서 또한 알려짐), 피어슨 증후군, 불규칙한 적색 섬유를 갖는 근간대성 간질(MERRF), 신경성 근육 약화, 운동실조 및 색소성 망막염(NARP), 만성 진행성 외안근마비(CPEO), 미토콘드리아 신경위장관 뇌병증(MNGIE) 증후군, 카르니틴 결핍, 카르니틴-아실카르니틴 트랜스로카제(CACT) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제 1A(CPT I) 결핍, 카르니틴 팔미토일 트랜스퍼라제(CPT II) 결핍, 크레아틴 결핍 증후군, 구아니디노아세테이트 메틸트랜스퍼라제(GAMT) 결핍을 함유하는 크레아틴 결핍 증후군, L-아르기닌:글리신 아미디노트랜스퍼라제(AGAT) 결핍, 크레아틴 수송체 결핍(SLC6A8-관련 크레아틴 수송체 결핍을 포함함), 티미딘 키나제 2 결핍(TK2D), 피루베이트 탈수소효소 복합체 결핍(PDCD), 지방산 산화 장애(FAOD), 아실-CoA 탈수소효소 9(ACAD9) 결핍을 함유하는 지방산 산화 장애, 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍(MADD), 장쇄 아실-CoA 탈수소효소(LCAD) 결핍, 장쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(LCHAD) 결핍, 중쇄 아실-CoA 탈수소효소(MCAD) 결핍, 단쇄 아실-CoA 탈수소효소(SCAD) 결핍, 단쇄 3-하이드록시아실-CoA 탈수소효소(SCHAD) 결핍, 초장쇄 아실-CoA 탈수소효소(VLCAD) 결핍, 코-엔자임 Q10 결핍, 및 다발성 미토콘드리아 기능장애 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는, 조성물.
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