KR20220124222A - 만성 질환용 화합물 - Google Patents

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바스카란 필라이
무루간 기리자 디네쉬
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필라이 유니버셜 엘엘씨
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Abstract

본 개시는 암 및 바이러스 질환을 포함하는 만성 질환을 치료하는 데 유용한 화합물 및 조성물을 제공한다.

Description

만성 질환용 화합물
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 4월 6일 출원된 미국 가출원 제63/005,730호 및 2020년 1월 10일 출원된 인도 가출원 제202041001163호의 이익 및 우선권을 주장하며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 본원에 참조로 통합된다.
만성 질환은 시간이 지남에 따라 그 효과가 지속되거나 그렇지 않으면 장기간 지속되는 인간 건강 병태 또는 질환이다. 만성이라는 용어는 종종 질환의 과정이 3개월 이상 지속될 때 적용된다. 흔한 만성 질환은 관절염, 천식, 암, 만성 폐쇄성 폐질환, 당뇨병 및 C형 간염 및 후천성 면역결핍 증후군과 같은 일부 바이러스성 질환을 포함한다.
악성 종양이라고도 불리는 암은 세포의 비정상적인 성장이다. 암은 신체의 정상적인 조절 기전이 기능을 멈추는 경우 발생한다. 오래된 세포는 죽지 않고 대신 통제 불능으로 성장하여 비정상적인 새로운 세포를 형성한다. 이러한 여분의 세포는 종양이라고 하는 조직 덩어리를 형성할 수 있다. 백혈병과 같은 일부 암은 종양을 형성하지 않는다.
유방암, 피부암, 폐암, 대장암, 전립선암 및 림프종을 포함하는 100가지 유형 이상의 암이 존재한다. 이의 증상은 유형에 따라 상이하다.
치료 방법은 암의 유형 및 병기에 따라 달라진다. 치료는 주변의 정상 세포에 대한 손상을 감소시키면서 가능한 한 많은 암세포를 사멸시키는 것을 목표로 한다.
세 가지 주요 치료는 다음과 같다:
· 수술: 직접적인 종양 제거
· 화학요법: 화학물질을 사용하는 암세포 사멸
· 방사선 요법: X선을 사용하는 암세포 사멸.
전이성 암에 대한 해결되지 않은 주요 문제는 화학요법에 대한 객체 반응 이후의 재발, 1차 화학요법의 약물 유도 부작용, 및 2차 치료에 대한 지연 반응이다. 불행하게도, 3차 치료로서 이용 가능한 옵션은 거의 없다. 따라서, 암과 같은 만성 병태의 예방 및/또는 관리에 효과적일 수 있는 새로운 화학 예방제를 찾아야 할 필요성이 증가하고 있다.
플라보노이드와 같은 천연 생성물은 만성 장애의 예방 또는 치료에 유용할 수 있다. 그러나, 낮은 용해도 및 생체-가용성으로 인해, 천연 생성물은 현재의 치료제에 대한 효율적인 대안이 아니다. 따라서, 표적화된 전달을 위한 증가된 생체가용성, 용해도 및 조직 분포 능력을 제공하는 신규 제제를 개발할 필요성이 당업계에 존재한다. 이러한 제제는 다양한 만성 질환에 대해 활성일 수 있고, 일부 구현예에서, 항암 또는 항바이러스 활성을 나타낼 수 있다.
본 개시는 항암 및 항바이러스 활성을 갖는 화합물에 관한 것이다. 화합물은 만성 장애를 앓고 있는 대상체의 치료에 사용될 수 있다. 화합물은 화학식 1A의 구조:
Figure pct00001
화학식 1A
또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
식 중,
R1은 H, OH, 또는 알콕시이고;
R2는 알콕시, 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, C2-C15 알키닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환되고;
Y는 H 또는 알킬이고;
X는 R2에 대해 오르쏘(Ortho) 위치에 있거나, R1에 대해 파라(Para) 위치에 있다.
전술한 정보 및 다음의 정보뿐만 아니라 본 개시의 다른 특징들은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전하게 명백해질 것이다. 이들 도면은 본 개시에 따른 단지 여러 구현예를 도시하며, 따라서 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 이해해야 하며, 본 개시는 첨부된 도면의 사용을 통해 추가적인 특이성 및 세부 사항으로 설명될 것이다.
도 1은 화합물 I의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 2는 화합물 II의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 3은 화합물 III의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 4는 화합물 IV의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 5는 화합물 V의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 6은 화합물 VI의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 7은 화합물 VII의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 8은 화합물 VIII의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 9는 화합물 IX의 스펙트럼을 도시한다.
a. 질량 스펙트럼
b. IR 스펙트럼
c. 1H NMR 스펙트럼
d. 13C NMR 스펙트럼
도 10a는 상이한 세포주에 대한 화합물 I의 항암 활성을 도시한다.
A: 상이한 암 세포주에 대한 분자의 효과;
B: 정상 세포주에 대한 분자의 효과;
C: 다른 표준 약물과의 비교:
약어
MCF-7(인간 유방암 세포);
MDAMB 231(삼중 음성 유방암 세포주);
PANC-1(인간 췌장암 세포주);
HT-29(인간 결장암 세포주);
T-ALL(T-세포 급성 림프모구성 백혈병);
HDF(인간 피부 섬유아세포);
AC-16(인간 심근 세포);
HBMSC(인간 골수 중간엽 줄기 세포);
MCF-12 A(인간 정상 유방 세포);
CRL2989(인간 정상 췌장 세포);
NCM 60(정상 결장 상피 세포주).
도 10b는 화합물 I 대비 대조군에 대한 세포자멸사 유도 및 미토콘드리아 막 전위를 도시한다.
도 11은 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC) 활성을 억제하는 본 개시의 화합물(예를 들어, 화합물 I)의 작용 메커니즘을 밝히는 데 사용된 일련의 그래프를 도시한다.
도 12는 화합물 I이 뉴런 세포 유형 형성을 유도했음을 나타내는 일련의 그래프를 도시한다.
a. 인간 줄기 세포 - 분자의 신경원 분화
b. 분자의 종양 유전자 발현 분석
도 13은 화합물 I에 의한 암 줄기 세포 마커의 억제를 도시한다.
도 14는 본 개시의 화합물 대비 종래의 약물에 대한 암 세포 역학 및 치료를 도시한다.
도 15는 본 개시의 화합물에 의해 달성된 파과(breakthrough)를 도시한다.
도 16은 암 줄기 세포 및 수용체를 도시한다.
도 17은 암 줄기 세포에서의 비정상적인 신호 전달 경로를 도시하며, 암 줄기 세포를 표적으로 나타낸다.
도 18은 다양한 유형의 암에 대해 본 개시의 화합물에 의해 표적화된 유전자를 도시한다.
도 19a 및 도 19b는 화합물 1 없이 치료된 정상 세포주(도 19a) 및 화합물 I과 조합하여 치료된 정상 세포주(도 19b)의 패널에 대해 IC50을 측정함으로써 평가된 항암제의 세포독성을 도시한다.
도 20a 내지 도 20c는 본 개시의 화합물 I과 종래의 약물을 비교하는 4기 전이 종양 모델에서의 생체 내 연구를 도시한다.
도 21a 내지 도 21d는 젬시타빈과 비교하여 화합물 I의 효능을 평가하는 PANC-1 마우스 이종이식 모델을 제공한다.
도 22는 본 개시의 화합물에 의해 표적화된 코로나바이러스 복제 경로의 단계를 도시한다.
도 23은 ACE-2 억제제의 결합이 바이러스와 수용체 사이의 상호작용을 방해하는 방법을 도시한다.
도 24a는 Nsp15의 분자 결합 부위를 도시한다.
도 24b는 Nsp15와 소분자의 결합을 나타내는 모델을 도시한다.
도 24c는 본 개시의 화합물과 상호작용하도록 제안된 결합 부위 잔기를 나타내는 모델을 도시한다.
도 25a는 정상 Vero 세포 및 표시된 항바이러스제의 상이한 투여량의 48시간 동안의 치료에서 MOI가 0.1인 SARS-CoV-2로 감염된 Vero 세포를 도시한다. 그런 다음, 세포 상청액 중 바이러스 수율을 qRT-PCR로 정량화하였다.
도 25b는 약물(예를 들어, 화합물 I)의 바이러스 수율 및 세포독성의 평균 % 억제를 각각 나타내는 그래프를 도시한다. 실험은 3회 수행되었다.
도 25c는 화합물 I의 치료 시 바이러스 감염의 면역형광 현미경 검사를 도시한다. 감염 후 48시간차에, 감염된 세포를 고정시킨 다음, 1차 항체로서 SARS 관련 CoV의 핵단백질(NP), 및 2차 항체로서 알렉사 488-표지된 염소 항-토끼 IgG에 대해 토끼 혈청으로 각각 조사하였다. 핵을 회흐스트(Hoechst) 염료로 염색하였다. 막대, 20 μm.
도 25d는 감염 후 24시간 시점(p.i.)에서의, MOI 0.1에서 SARS-CoV-2로 감염시킨 세포에서의 핵단백질(NP) 발현의 웨스턴 블롯 분석을 도시한다.
도 25e는 GAPDH에 대해 정규화된 핵단백질(NP)의 발현을 나타내는 그래프를 도시한다. 감염된 세포 상청액 중 바이러스 수율을 qRT-PCR로 정량화하였다. 실험은 3회 수행되었다.
도 25f 내지 도 25h는 1 μM의 화합물 I로 치료한 샘플로부터의 상청액 및 세포 펠릿 모두에서의 바이러스 RNA의 감소를 나타내는 그래프를 도시한다.
도 26a는 상이한 농도의 화합물 I로 치료한 Calu-3 세포에 대한 세포 생존력 분석을 도시한다.
도 26b는 상이한 농도의 화합물 I로 치료한 Calu-3 세포에서의 플라크 감소 분석 백분율을 도시한다.
도 27a는 화합물 I의 중량으로 10 mg/kg의 단일 투여량을 투여한 누드 마우스를 대상으로 한 조직 분포 연구로부터의 간 및 신장 샘플의 H&E 염색 분석을 도시한다.
도 27b는 화합물 I의 중량으로 10 mg/kg의 단일 투여량을 투여한 누드 마우스의 심장, 폐, 근육, 비장, 경골 및 대퇴골에서의 0.5시간 내지 96시간의 조직 분포 연구의 결과를 도시한다.
도 28a 내지 도 28e는 다양한 양의 화합물 I의 경구 투여 시 수컷 및 암컷 위스타 랫트의 기관 중량(도 28a 및 도 28b), 간 중량(도 28c), 및 체중(도 28d 및 도 28e)에 미치는 효과를 나타내는 그래프이다.
도 28f 내지 도 28i는 수컷 및 암컷 위스타 랫트에게 다양한 양의 화합물 I을 경구 투여했을 경우에서의, 혈액학적 파라미터(우레아, 크레아티닌 등)에 대한 효과를 나타내는 그래프이다.
도 28j 및 도 28k는 수컷 및 암컷 위스타 랫트에게 다양한 양의 화합물 I을 경구 투여했을 경우에서의, 전해질에 대한 효과를 나타내는 그래프이다.
도 28l 내지 도 28o는 다양한 양의 화합물 I의 경구 투여 시 수컷 및 암컷 위스타 랫트의 간 기능에 대한 효과를 나타내는 그래프이다.
도 28p 및 도 28q는 다양한 양의 화합물 I의 경구 투여 시 수컷 및 암컷 마우스의 신장 기능에 대한 효과를 나타내는 그래프이다.
도 29a 및 도 29b는 수컷(도 29a) 및 암컷(도 29b) 랫트 둘 모두로부터의 간, 신장, 골격근, 심장 및 비장의 기관 샘플의 분석으로부터의 조직병리학적 연구를 도시한다. 조직 샘플을 치료 기간의 최종일에 수집하였다.
정의
"알킬" 또는 "알킬기"는 1개 내지 15개의 탄소 원자를 가지며, 단일 결합에 의해 분자의 나머지 부분에 부착되는, 완전히 포화된, 직선형 또는 분지형 탄화수소 사슬을 지칭한다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알킬기는 선택적으로 치환될 수 있다.
"알케닐" 또는 "알케닐기"는 2개 내지 15개의 탄소 원자를 가지며, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는, 직선형 또는 분지형 탄화수소 사슬을 지칭한다. 각각의 알케닐기는 단일 결합에 의해 분자의 나머지 부분에 부착된다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알킬렌 사슬은 선택적으로 치환될 수 있다.
"알케닐렌" 또는 "알케닐렌 사슬"은 2개 내지 12개의 탄소 원자를 가지며, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는, 직선형 또는 분지형 2가 탄화수소 사슬 라디칼을 지칭한다. 알케닐렌 사슬은 단일 결합을 통해 분자의 나머지 부분에 부착되고, 단일 결합을 통해 라디칼기에 부착된다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알케닐렌 사슬은 선택적으로 치환될 수 있다.
"알콕시"는 화학식 -ORa의 기를 지칭하며, 여기에서 Ra는 1개 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 위에서 정의된 알킬, 알케닐 또는 알키닐이다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알콕시기는 선택적으로 치환될 수 있다.
"아랄킬" 또는 "아릴알킬"은 화학식 -Rb-Rc의 기를 지칭하며, 여기에서 Rb는 위에서 정의된 알킬렌 또는 알케닐렌 기이고, Rc는 위에서 정의된 하나 이상의 아릴, 예를 들어 벤질, 디페닐메틸 등이다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 알랄킬기는 선택적으로 치환될 수 있다.
"옥소"는 산소 원자에 이중 결합된 다음의 기를 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "치환된"은 전술한 기 중 어느 하나의 적어도 하나의 수소 원자가 다음을 포함하나 이에 한정되지 않는 비-수소 원자에 대한 결합으로 대체된다는 것을 의미한다: F, Cl, Br, 및 I와 같은 할로겐 원자; 히드록실기, 알콕시기, 및 에스테르기와 같은 기 중의 산소 원자; 티올기, 티오알킬기, 설폰기, 설포닐기, 및 설폭시드기와 같은 기 중의 황 원자; 아민, 아미드, 알킬아민, 디알킬아민, 아릴아민, 알킬아릴아민, 디아릴아민, N-산화물, 이미드, 및 에나민과 같은 기 중의 질소 원자; 트리알킬실릴기, 디알킬아릴실릴기, 알킬디아릴실릴기, 및 트리아릴실릴기와 같은 기 중의 실리콘 원자; 및 다양한 다른 기 중의 다른 헤테로원자. "치환된"은 또한, 전술한 기 중 어느 하나의 적어도 하나의 수소 원자가 옥소, 카르보닐, 카르복실, 및 에스테르기 중의 산소; 및 이민, 옥심, 히드라존, 및 니트릴과 같은 기 중의 질소와 같은 헤테로원자에 대한 고차 결합(예를 들어, 이중 결합 또는 삼중 결합)으로 대체된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 치환된"은 전술한 기 중 어느 하나의 하나 이상의 수소 원자가 -NRgRh, -NRgC(=O)Rh, -NRgC(=O)NRgRh, -NRgC(=O)ORh, -NRgSO2Rh, -OC(=O)NRgRh, -ORg, -SRg, -SORg, -SO2Rg, -OSO2Rg, -SO2ORg, =NSO2Rg, 및-SO2NRgRh로 대체되는 것을 포함한다. "치환된"은 또한 전술한 기 중 어느 하나의 하나 이상의 수소 원자가 -C(=O)Rg, -C(=O)ORg, -C(=O)NRgRh, -CH2SO2Rg, -CH2SO2NRgRh로 대체되는 것을 의미한다. 전술한 바에서, Rg 및 Rh는 동일하거나 상이하고, 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬아미노, 티오알킬, 아릴, 아랄킬, 시클로알킬, 시클로알케닐, 시클로알키닐, 시클로알킬알킬, 할로알킬, 할로알케닐, 할로알키닐, 헤테로시클릴, N-헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴, N-헤테로아릴 및/또는 헤테로아릴알킬이다. "치환된"은 전술한 기 중 어느 하나의 하나 이상의 수소 원자가 아미노, 시아노, 히드록실, 이미노, 니트로, 옥소, 티옥소, 할로, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 알킬아미노, 티오알킬, 아릴, 아랄킬, 시클로알킬, 시클로알케닐, 시클로알키닐, 시클로알킬알킬, 할로알킬, 할로알케닐, 할로알키닐, 헤테로시클릴, N-헤테로시클릴, 헤테로시클릴알킬, 헤테로아릴, N-헤테로아릴 및/또는 헤테로아릴알킬기에 대한 결합으로 대체되는 것을 추가로 의미한다. 이에 더하여, 전술한 치환기 각각은 또한 전술한 치환기 중 하나 이상으로 선택적으로 치환될 수 있다.
본원에서 사용되는 기호 "
Figure pct00002
"(이하 "부착 지점 결합"으로 지칭될 수 있음)는 2개의 화학적 엔티티 사이의 부착 지점인 결합을 나타내며, 이들 중 하나는 부착 지점 결합에 부착되는 것으로 도시되고, 다른 하나는 부착 지점 결합에 부착되는 것으로 도시되지 않는다. 예를 들어, "
Figure pct00003
"는 화학적 엔티티 "XY"가 부착 지점 결합을 통해 다른 화학적 엔티티에 결합된다는 것을 나타낸다. 또한, 도시되지 않은 화학적 엔티티에 대한 특정 부착 지점은 추론에 의해 특정될 수 있다. 예를 들어, R3이 H 또는 "
Figure pct00004
"인 화합물 CH3-R3은, R3가 "XY"인 경우, 부착 지점 결합은 R3이 CH3에 결합된 것으로 도시되는 결합과 동일한 결합이다.
"약학적으로 허용 가능한 염"은, 적절한 경우, 약학적으로 허용 가능한 염기 부가염 및 산 부가염, 예를 들어, 금속염, 예컨대 알칼리 및 알칼리 토금속염, 암모늄염, 유기 아민 부가염 및 아미노산 부가염 및 설포네이트염을 포함한다. 산 부가염은 무기산 부가염, 예컨대 염산염, 설페이트 및 포스페이트; 및 유기산 부가염, 예컨대 알킬 설포네이트, 아릴설포네이트, 아세테이트, 말레산염, 푸마르산염, 타르타르산염, 구연산염 및 젖산염을 포함한다. 산 부가염의 다른 예는, 아세트산, 벤젠설폰산(베실레이트), 벤조산, 캄포르설폰산, 구연산, 에텐설폰산, 푸마르산, 글루콘산, 글루탐산, 브롬화수소, 염산, 이세티온산, 젖산, 말레산, 말산, 만델산, 메탄설폰산, 점액산, 질산, 파모산, 판토텐산, 인산, 숙신산, 황산, 타르타르산, p-톨루엔설폰산 등을 포함한다. 금속염의 예는 알칼리 금속염, 예컨대 리튬염, 나트륨염 및 칼륨염; 알칼리 토금속염, 예컨대 마그네슘염 및 칼슘염, 알루미늄염 및 아연염이다. 암모늄염의 예는 암모늄염 및 테트라메틸암모늄염이다. 유기 아민 부가염의 예는 모르폴린 및 피페리딘을 갖는 염이다. 아미노산 부가염의 예는 글리신, 페닐알라닌, 글루탐산 및 리신을 갖는 염이다. 설포네이트염은 메실레이트, 토실레이트 및 벤젠 설폰산염을 포함한다. 화합물이 산성 측쇄를 함유하는 경우, 적절한 약학적으로 허용 가능한 염기 부가염은, 알루미늄, 칼슘, 리튬, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 및 아연으로 만들어진 금속염, 또는 리신, N,N'-디벤질에틸렌디아민, 클로로프로카인, 콜린, 디에탄올아민, 에틸렌디아민, 메글루민(N-메틸글루카민), 및 프로카인으로 만들어진 유기염을 포함한다.
투여량 또는 양에 사용되는 용어 "치료적으로 효과적인"은 이를 필요로 하는 환자에게 투여한 후 원하는 임상적 이점을 제공하기에 충분한 화합물 또는 약학적 제형의 양을 지칭한다.
다음의 상세한 설명에서, 본 명세서의 일부를 이루는 첨부된 도면을 참조한다. 도면에서, 유사한 기호는 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 일반적으로 유사한 구성 요소를 지시한다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 기술된 예시적인 구현예는 한정하고자 하는 것이 아니다. 본원에 제시된 주제의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않고, 다른 구현예가 사용될 수 있고, 다른 변경이 이루어질 수 있다. 본원에서 일반적으로 기술되고 도면에 예시된 바와 같은 본 개시의 양태는 매우 다양한 상이한 구성으로 배열되고, 대체되고, 조합되고, 분리되고, 설계될 수 있으며, 이들 모두는 본원에서 명시적으로 고려된다는 것이 용이하게 이해할 것이다.
본 발명은 대체로 암을 포함하는 만성 질환을 치료하기 위한 신규 치료 화합물을 개시한다.
일부 구현예에서, 본 발명은 화학식 1A의 구조:
Figure pct00005
화학식 1A
또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
식 중,
R1은 H, OH, 또는 알콕시이고;
R2는 알콕시, 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환되고;
Y는 H 또는 알킬이고;
X는 R2에 대해 오르쏘(Ortho) 위치에 있거나, R1에 대해 파라(Para) 위치에 있다.
화학식 1A의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
는 -OH이고;
R3은 C1-C3알콕실이고;
X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐이고;
Y는 C1-C3 알킬이다.
일부 구현예에서, 화학식 1A의 화합물은 화학식 1의 구조:
Figure pct00006
화학식 1
또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
식 중,
R1은 H, 알콕시, 또는 OH이고;
R2는 알콕시 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환된다.
화학식 1의 일부 구현예에서, X는 다음과 같다:
(i) 옥소, -OH, 및 C1-C3 알콕시로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 4개의 치환기로 치환된 C6-C10 알케닐;
(ii) 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C8-C12 알케닐;
(iii) 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐;
(iv) 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C2-C6 알케닐;
(v) =NH로 치환된 C1-C6 알킬;
(vi) -OH로 치환된 C2-C3 알케닐;
(vii) 옥소 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C8-C12 알케닐; 또는
(viii) C6-C8 알킬 및 C6 아릴을 포함하는 아랄킬이되, 여기에서 알킬은 옥소로 치환되고 아릴은 2개의 알콕시기로 치환된다.
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 옥소, -OH, 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C6-C10 알케닐이고;
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C8-C12 알케닐이고;
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐이고;
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 C1-C3 알콕시이고;
R2는 OH이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐이고;
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 OH이고;
R3은 OH이고;
X는 =NH로 치환된 C1-C6 알킬이고;
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 OH로 치환된 C2-C3 알케닐이다.
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 옥소 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C8-C12 알케닐이다.
화학식 1의 일부 구현예에서,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 C6-C8 알킬 및 C6 아릴을 포함하는 아랄킬이며, 여기에서 알킬은 옥소로 치환되고 아릴은 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된다.
일부 구현예에서, 화학식 1A의 화합물은 화학식 2의 구조:
Figure pct00007
화학식 2
또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
식 중,
R1은 H 또는 OH이고;
R2는 알콕시 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
R4는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, 아랄킬이며, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, -OH, 또는 옥소로 치환된다.
화학식 2의 일부 구현예에서, R4는 다음과 같다:
Figure pct00008
,
Figure pct00009
,
Figure pct00010
,
Figure pct00011
, 또는
Figure pct00012
.
화학식 2의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R4는
Figure pct00013
이다.
화학식 2의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R4는
Figure pct00014
이다.
화학식 2의 일부 구현예에서,
R1은 OH이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R4는
Figure pct00015
이다.
화학식 2의 일부 구현예에서,
R1은 OH이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R4는
Figure pct00016
이다.
화학식 2의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R4는
Figure pct00017
이다.
일부 구현예에서, 화학식 1A는 화학식 3의 구조:
,
Figure pct00018
화학식 3
또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
식 중,
R1은 H, 알콕시, 또는 OH이고;
R2는 알콕시 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
R5는 C1-C12 알킬 또는 C2-C12 알케닐이며, 이는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개, 또는 2개의 치환기로 독립적으로 치환된다: =NH 또는 옥소.
화학식 3의 일부 구현예에서,
R1은 H이고;
R2는 OH이고;
R3은 OH이고;
R5는 =NH이다.
일부 구현예에서, R5는 R2에 대해 오르쏘 위치에 있다.
화학식 3의 일부 구현예에서,
R1은 -OC2H5이고;
R2는 OH이고;
R3은 -OCH3이고;
R5는
Figure pct00019
이다.
화학식 3의 일부 구현예에서, R5는 R1에 대해 파라 위치에 있다.
일부 구현예에서, 화학식 1A의 화합물은 화학식 4의 구조:
Figure pct00020
화학식 4
또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
식 중,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
R6은 C(CH2)OH이다.
화학식 4의 일부 구현예에서,
R1은 OH이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R6은 C(CH2)OH이다.
일부 구현예에서, 본 발명은 전술한 화합물 중 하나 및 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약학적 조성물을 제공한다.
본 개시의 일부 구현예에서, 약학적으로 허용 가능한 담체는, 아카시아, 동물유, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 칼슘 스테아레이트, 카르보머, 세토스테아릴 알코올, 세틸 알코올, 콜레스테롤, 시클로덱스트린, 덱스트로스, 디에탄올아민, 유화 왁스, 에틸렌 글리콜 팔미토스테아레이트, 글리세린, 글리세린 모노스테아레이트, 글리세롤 스테아레이트, 글리세릴 모노올레이트, 글리세릴 모노스테아레이트, 히드로우스, 히스티딘, 염산, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시프로필-β-시클로덱스트린(HPBCD), 히프로멜로오스(히드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)), 라놀린, 라놀린 알코올, 레시틴, 중쇄 중성지방, 금속성 비누, 메틸셀룰로오스, 광유, 제1인산나트륨, 모노에탄올아민, 올레산, 폴리에틸렌 글리콜(PEG 3350, PEG 4000, PEG 6000), 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 공중합체(폴록사머), 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 캐스터 오일, 폴리옥시에틸렌 캐스터 오일 유도체, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 스테아레이트, 폴리소르베이트, 폴리옥시에틸렌(20) 소르비탄 모노라우레이트(Tween 20, 폴리소르베이트 20), 폴리옥시에틸렌(20) 소르비탄 모노올레에이트(Tween 80, 폴리소르베이트 80), 포비돈, 프로필렌 글리콜 알긴산염, 식염수, 염화나트륨, 구연산나트륨, 구연산나트륨 이수화물, 수산화나트륨, 라우릴 설페이트 나트륨, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 소르비탄 에스테르, 스테아르산, 스테아릴 알코올, 해바라기유, 트라가칸스, 트리에탄올아민, 식물성 오일, 물, 잔탄 검, 또는 이들의 조합을 포함한다.
화학식 1A 내지 화학식 4 중 어느 하나에 대한 화학적 구조는 본원에 개시된 예시적인 합성 경로에 따라 제조될 수 있다.
일 구현예에서, 화학식 1A의 예시적인 화합물 I은 아래에 제공된 반응식 I로 제조될 수 있다.
Figure pct00021
반응식 I
화학적 합성:
건조된 3-구 플라스크에, 아세틸아세톤(5 mmol, 0.51 ml) 및 산화붕소(3.5 mmol, 0.244 g)를 완전한 에틸 아세테이트에 용해시키고 40°C에서 30분 동안 교반하였다. 그런 다음, 상응하는 알데히드(10 mmol) 및 트리부틸 보레이트(10 mmol, 2.4 ml)를 첨가하고, 30분 동안 추가로 교반하였다. n-부틸아민(7.5 mmol)을 건식 에틸 아세테이트에 용해시킨 다음, 15분에 걸쳐 첨가하였다. 혼합물을 24시간 동안 40°C로 가열하였다. 그런 다음, 5 ml의 HCl(10%)을 첨가하고 추가로 1시간 동안 60°C로 가열하였다. 수성상을 에틸 아세테이트로 여러 번 추출하고, 유기층을 Na2SO4 상에서 건조시키고, 용매를 증류시켰다. 불용성 침전물(생성물의 일부)을 여과로 걸러내고 다양한 용매로부터의 잔기로 재결정화하였다. 컬럼 크로마토그래피(용리제 톨루엔/에틸 아세테이트 8:2) 및 에탄올(80%)로부터의 결정화로 정제하였다.
이어서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 합성된 화합물은 해당 화합물의 구조 확인을 위해 분자 특성분석을 거쳤다.
특성 분석:
융점, 박층 크로마토그래피, HPLC, IR, 질량 분광법 및 NMR 분석으로 확인된 합성된 생성물의 순도. 도 1 내지 도 9로부터, 화학식 1A 내지 화학식 4의 합성된 화합물의 구조는 표 1에 나타낸 바와 같은 화합물 I 내지 화합물 IX로 설명된다.
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물 및 화합물 I 내지 화합물 IX는 시스-이성질체, 트랜스-이성질체, 또는 시스-이성질체 및 트랜스-이성질체 둘 모두를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물 및 화합물 I 내지 화합물 IX는 시스-이성질체 및 트랜스-이성질체의 혼합물일 수 있다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물 및 화합물 I 내지 화합물 IX는 시스-이성질체(예를 들어, Z-이성질체)일 수 있다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물 및 화합물 I 내지 화합물 IX는 트랜스-이성질체(예를 들어, E-이성질체)일 수 있다.
일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물 및 화합물 I 내지 화합물 IX는 R 또는 S 입체이성질체 중 하나를 포함할 수 있고, 입체이성질체의 혼합물(예를 들어, 부분 입체이성질체의 혼합물)일 수 있다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물은 라세미 혼합물 또는 순수 거울상이성질체일 수 있다.
일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물 및 화합물 I 내지 화합물 IX는 순수 거울상이성질체(예를 들어, R 또는 S 거울상이성질체를 포함함), 순수 부분 입체이성질체이거나, 입체이성질체의 혼합물(예를 들어, 라세미 혼합물 또는 부분 입체이성질체의 혼합물)을 포함한다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물은 라세미 혼합물이다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물은 순수 거울상이성질체이다. 일부 구현예에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물은 부분 입체이성질적으로 순수하다.
일부 구현예에서, 순수 거울상이성질체 화합물은 약 75% 초과, 약 80% 초과, 약 85% 초과, 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과의 거울상이성질체 과량(ee)을 갖는 화합물이다.
일부 구현예에서, 부분 입체이성질적으로 순수한 화합물은 약 75% 초과, 약 80% 초과, 약 85% 초과, 약 90% 초과, 약 95% 초과, 또는 약 99% 초과의 부분 입체이성질체 과량(de)을 갖는 화합물이다.
본 발명의 화합물은 본원에 기술된 임의의 생물학적 기능을 수행하거나 제공하는 데 사용될 수 있다.
약학적 조성물
본 개시는 또한 본원에 개시된 하나 이상의 화합물의 치료적 유효량을 포함하는 약학적 조성물을 포함한다. 일부 구현예에서, 약학적 조성물은 화학식 1A, 2, 3 및/또는 4의 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 포함한다. 다른 구현예에서, 약학적 조성물은 표 1로부터 선택되는 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 포함한다.
다양한 양태에서, 화학식 1A 내지 화학식 4의 화합물(표 1의 화합물 포함) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 양은 체중 기준 약 0.001 mg/kg 내지 약 100 mg/kg(예를 들어, 약 0.01 mg/kg 내지 약 10 mg/kg 또는 약 0.1 mg/kg 내지 약 5 mg/kg)으로 투여될 수 있다.
약학적으로 허용 가능한 혼합물 중의 개시된 화합물의 농도는 투여될 화합물의 투여량, 사용된 화합물(들)의 약동학적 특성, 및 투여 경로를 포함하는 여러 인자에 따라 달라질 것이다. 제제는 단일 투여량으로 투여되거나 반복 투여량으로 투여될 수 있다. 본 발명의 화합물을 이용하는 투여량 처방은 환자의 유형, 종, 연령, 체중, 성별 및 의학적 병태; 치료 대상 병태의 중증도; 투여 경로; 환자의 신장 및 간 기능; 및 사용된 특정 화합물 또는 이의 염을 포함하는 다양한 인자에 따라 선택된다. 치료는 환자의 전반적인 건강, 및 선택된 화합물(들)의 제형 및 투여 경로를 포함하는 다수의 인자에 따라, 매일 1회 투여되거나 더 빈번하게 투여될 수 있다.
본 개시의 화합물 또는 약학적 조성물은 단일 또는 다중 단위 투여 형태로 제조되고/되거나 투여될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 개시의 화합물(화학식 1 내지 화학식 4, 및 표 1의 화합물)은 만성 질환을 앓은 환자에게 투여된다. 본 발명의 일부 구현예의 맥락에서, 용어 "만성 장애"는, 급성 림프모구성, 급성 림프모구성 백혈병, 급성 림프구성 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 급성 골수 백혈병, 부신피질 암종, AIDS 관련 림프종, 항문암, 맹장암, 기저 세포 암종, 방광암, 뇌암, 뇌간 신경교종, 유방암, 기관지 선종/카르시노이드, 버킷 림프종, 카르시노이드 종양, 소뇌 또는 대뇌 별아교세포종, 자궁경부암, 담관암종, 연골육종, 만성 림프모구성 또는 만성 림프구성 백혈병, 만성 골수성 또는 만성 골수 백혈병, 만성 골수 증식성 장애, 대장암, 피부 T-세포 림프종, 데스모플라스틱 소원형 세포 종양, 자궁내막 자궁암, 뇌실막세포종, 식도암, 유잉 육종, 두개외 생식 세포 종양, 성선외 생식 세포 종양, 간외 담관암, 담낭암, 위(위장)암, 위장관 카르시노이드 종양, 위장 기질 종양(GIST), 임신성 융모성 종양, 뇌간 신경교종, 털 세포 백혈병, 두경부암, 심장암, 간세포(간)암, 호지킨 림프종, 하인두암, 시상하부 및 시각 경로 신경교종, 안구 내 흑색종, 섬세포 암종, 카포시 육종, 후두암, 백혈병, 입술 및 구강암, 지방육종, 림프종, 남성 유방암, 악성 중피종, 수모세포종, 흑색종, 메르켈 세포 피부 암종, 중피종, 전이성 편평 경부암, 구강암, 다발성 내분비샘 종양 증후군, 다발성 골수종, 다발성 골수종/혈장 세포 신생물, 균상식육종, 골수이형성/골수증식성 질환, 비강 및 부비동암, 비인두 암종, 신경아세포종, 비호지킨 림프종, 비흑색종 피부암, 비소세포 폐암, 희소돌기아교세포종, 경구암, 구강인두암, 골육종 및 악성 섬유성 조직구종, 난소암, 난소 생식 세포 종양, 난소 상피암(표면 상피-기질 종양), 난소 저 악성 전위 종양, 췌장암, 부비동암 및 비강암, 부갑상선암, 음경암, 인두암, 크롬친화세포종, 송과체 성상세포종, 송과체 생식세포종, 소아세포종 및 천막상 원시 신경 외배엽 종양, 뇌하수체 선종, 형질 세포 종양, 흉막폐 모세포종, 원발성 암종, 원발성 중추신경계 림프종, 원발성 간암, 전립선암, 직장암, 신장 세포 암종, 신우 및 요관 암종, 망막아종, 횡문근육종, 침샘암, 시자리(Sezary) 증후군, 소세포 폐암, 소장암, 연조직 육종, 편평 세포 암종, 위장암, 천막상 원시 신경 외배엽 종양, 고환암, 인후암, 흉선종 및 흉선 암종, 갑상선암, 신우 및 요관의 이행 세포암, 요도암, 자궁 육종, 질암, 시각 경로 및 시상하부 신경교종, 외음부암, 발덴스트롬 거대글로불린혈증, 빌름스 종양, 파킨슨병 및 파킨슨 장애, 헌팅톤병, 알츠하이머병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 샤이-드래거 증후군, 진행성 핵상 마비, 루이소체 질환, 척추 허혈, 척수 손상, 허혈성 뇌졸중, 뇌경색증, 척수 손상, 및 암 관련 뇌 및 척수 손상, 다발성 경색 치매, 노인성 치매, 다른 인지 장애, 우울증, 손발톱진균증(손발톱의 진균 감염), 치은염 및 치주 질환(잇몸 질환), 비만증 및 당뇨병을 지칭하나 이에 한정되지 않는다. 본원에 개시된 화합물은 또한 중증 급성 호흡기 증후군(SARS) 및 코로나바이러스 질환 2019(COVID-19)뿐만 아니라, KRAS 종양유전자 돌연변이를 갖는 다양한 암에 대한 우수한 후보이다.
일부 구현예에서, 만성 질환은 암이다. 일부 구현예에서, 암은 대장암, 전립선암, 유방암, 또는 백혈병이다. 일부 구현예에서, 암은 4기 암이다. 일부 구현예에서, 결장암, 전립선암, 유방암, 또는 백혈병은 4기이다. 일부 구현예에서, 만성 질환은 다양한 암에서의 KRAS 종양유전자 돌연변이이다.
일부 구현예에서, 만성 질환은 SARS 또는 COVID-19와 같은 바이러스 감염이다.
소정의 구현예에서, 본원에 기술된 방법, 화합물, 및 조성물은 하나 이상의 다른 항체 분자, 화학요법, 다른 항암 요법(예를 들어, 표적 항암 요법, 유전자 요법, 바이러스 요법, RNA 요법 골수 이식, 나노치료, 또는 종양용해제), 세포독성제, 면역 기반 요법(예를 들어, 사이토카인 또는 세포 기반 면역 요법), 수술 시술(예를 들어, 유방 절제술 또는 유방 제거수술) 또는 방사선 시술, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 조합과 조합하여 투여된다.
대안적으로, 또는 전술한 조합과 조합하여, 본원에 기술된 방법 및 조성물은 백신, 예를 들어, 치료적 암 백신; 또는 다른 형태의 세포 면역요법 중 하나 이상과 조합하여 투여될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 본원에 기술된 방법, 화합물 및 조성물은 옥살리플라틴, 류코보린 또는 5-FU(예를 들어, FOLFOX 공동치료) 중 하나, 둘 또는 전부와 조합하여 사용된다. 대안적으로, 또는 조합하여, 조합은 VEGF 억제제(예를 들어, 본원에 개시된 VEGF 억제제)를 추가로 포함한다.　
본원에 개시된 방법과 조합될 수 있는 추가적인 치료제의 비제한적인 예는 탁솔, 이마티닙, 독소루비신, 파클리탁셀, 플루오로우라실(5-FU), 및 빈블라스틴을 포함한다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 방법 및 조성물은 하나 이상의 항바이러스제와 조합하여 투여될 수 있다.
본원에 개시된 방법과 조합될 수 있는 추가적인 치료제(예를 들어, 항바이러스제)의 비제한적인 예는 렘데시비르, 로피나비르/리토나비르, 파비라비르, 클로로퀸, 히드록시클로르퀸, 아지트로마이신, 또는 이들의 조합을 포함한다.
번호가 매겨진 구현예:
1. 화학식 1A의 화합물:
Figure pct00025
화학식 1A
또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염으로서,
식 중,
R1은 H, OH, 또는 알콕시이고;
R2는 알콕시, 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, C2-C15 알키닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환되고;
Y는 H 또는 알킬이고;
X는 R2에 대해 오르쏘(Ortho) 위치에 있거나, R1에 대해 파라(Para) 위치에 있는, 화합물.
2. 구현예 1에 있어서,
R2는 C1-C3 알콕시인, 화합물.
3. 구현예 1 또는 2에 있어서,
R3은 C1-C3 알콕시인, 화합물.
4. 구현예 1 내지 3에 있어서,
X는 C1-C15 알킬 또는 C2-C15 알케닐이며, 이들 각각은 알콕시, OH, =NH, 또는, 옥소기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 치환기로 독립적으로 치환되는, 화합물.
5. 구현예 1 내지 4에 있어서,
R1은 H 또는 OH인, 화합물.
6. 구현예 1 내지 5에 있어서,
Y는 H인, 화합물.
7. 구현예 1 내지 5에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 -OH이고;
R3은 C1-C3알콕실이고;
X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐이고;
Y는 C1-C3 알킬인, 화합물.
8. 구현예 1에 있어서, 화학식 1의 구조:
Figure pct00026
화학식 1
또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 갖는 화합물로서,
식 중,
R1은 H, 알콕시, 또는 OH이고;
R2는 알콕시 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, C2-C15 알키닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환되는, 화합물.
9. 구현예 8에 있어서,
R1은 H 또는 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시 또는 OH이고;
R3은 C1-C3 알콕시 또는 OH이고;
X는 C1-C12 알킬, C2-C12 알케닐, 또는 아랄킬이고, 이들 각각은 알콕시, OH, =NH 및 옥소기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 치환기로 독립적으로 치환되는, 화합물.
10. 구현예 8 또는 9에 있어서, X는,
(i) 옥소, -OH, 및 C1-C3 알콕시로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 4개의 치환기로 치환된 C6-C10 알케닐;
(ii) 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C8-C12 알케닐;
(iii) 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐;
(iv) 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C2-C6 알케닐;
(v) =NH로 치환된 C1-C6 알킬;
(vi) -OH로 치환된 C2-C3 알케닐;
(vii) 옥소 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C8-C12 알케닐기; 및
(viii) C6-C8 알킬 및 C6 아릴을 포함하는 아랄킬이며, 여기에서 알킬은 옥소로 치환되고 아릴은 2개의 알콕시기로 치환되는, 화합물.
11. 구현예 8 내지 10에 있어서, R2는 알콕시인, 화합물.
12. 구현예 11에 있어서, R2는 C1-C3 알콕시인, 화합물.
13. 구현예 12에 있어서, R2는 -OCH3인, 화합물.
14. 구현예 8 내지 13에 있어서, R3은 알콕시인, 화합물.
15. 구현예 14에 있어서, R3은 C1-C3 알콕시인, 화합물.
16. 구현예 15에 있어서, R3은 -OCH3인, 화합물.
17. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 옥소, -OH, 또는 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C6-C10 알케닐인, 화합물.
18. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C8-C12 알케닐인, 화합물.
19. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐인, 화합물.
20. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 C1-C3 알콕시이고;
R2는 OH이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐인, 화합물.
21. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 OH이고;
R3은 OH이고;
X는 =NH로 치환된 C1-C6 알킬인, 화합물.
22. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 OH로 치환된 C2-C3 알케닐인, 화합물.
23. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 옥소 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C8-C12 알케닐인, 화합물.
24. 구현예 8 또는 9에 있어서,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
X는 C6-C8 알킬 및 C6 아릴을 포함하는 아랄킬이며, 여기에서 알킬은 옥소로 치환되고 아릴은 2개의 알콕시기로 치환되는, 화합물.
25. 구현예 1에 있어서, 화학식 2의 구조:
Figure pct00027
화학식 2
또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 갖는 화합물로서,
식 중,
R1은 H 또는 OH이고;
R2는 알콕시 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
R4는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, C2-C15 알키닐, 또는 아랄킬이며, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, -OH, 또는 옥소로 치환되는, 화합물.
26. 구현예 25에 있어서, R4는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
Figure pct00028
,
Figure pct00029
,
Figure pct00030
,
Figure pct00031
, 및
Figure pct00032
.
27. 구현예 25 또는 26에 있어서, R2는 알콕시인, 화합물.
28. 구현예 27에 있어서, R2는 C1-C3 알콕시인, 화합물.
29. 구현예 28에 있어서, R2는 -OCH3인, 화합물.
30. 구현예 25 내지 29에 있어서, R3은 알콕시인, 화합물.
31. 구현예 30에 있어서, R3은 C1-C3 알콕시인, 화합물.
32. 구현예 31에 있어서, R3은 -OCH3인, 화합물.
33. 구현예 25 또는 26에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 알콕시이고;
R3은 알콕시이고;
R4는
Figure pct00033
인, 화합물.
34. 구현예 25 또는 26에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 알콕시이고;
R3은 알콕시이고;
R4는
Figure pct00034
인, 화합물.
35. 구현예 25 또는 26에 있어서,
R1은 OH이고;
R2는 알콕시이고;
R3은 알콕시이고;
R4는
Figure pct00035
인, 화합물.
36. 구현예 25 또는 26에 있어서,
R1은 OH이고;
R2는 알콕시이고;
R3은 알콕시이고;
R4는
Figure pct00036
인, 화합물.
37. 구현예 25 또는 26에 있어서,
R1은 H이고;
R2는 알콕시이고;
R3은 알콕시이고;
R4는
Figure pct00037
인, 화합물.
38. 구현예 1에 있어서, 화학식 3의 구조:
Figure pct00038
화학식 3
또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 갖는 화합물로서,
식 중,
R1은 H, 알콕시, 또는 OH이고;
R2는 알콕시 또는 OH이고;
R3은 알콕시 또는 OH이고;
R5는 C1-C12 알킬 또는 C2-C12 알케닐이며, 이는 =NH 및 옥소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개, 또는 2개의 치환기로 독립적으로 치환되는, 화합물.
39. 구현예 38에 있어서, R5는 =NH인, 화합물.
40. 구현예 38 또는 39에 있어서, R5는 R2에 대해 오르쏘 위치에 있는, 화합물.
41. 구현예 38 내지 40 중 어느 하나에 있어서, R2는 OH인, 화합물.
42. 구현예 38 내지 41 중 어느 하나에 있어서, R3은 OH인, 화합물.
43. 구현예 38 내지 42 중 어느 하나에 있어서, R1은 H인, 화합물.
44. 구현예 38에 있어서, R5는 다음과 같은, 화합물:
Figure pct00039
.
45. 구현예 38 또는 44에 있어서, R3은 알콕시인, 화합물.
46. 구현예 38, 44 또는 45 중 어느 하나에 있어서, R3은 C1-C3 알콕시인, 화합물.
47. 구현예 38 또는 44 내지 46 중 어느 하나에 있어서, R3은 -OCH3인, 화합물.
48. 구현예 38 또는 44 내지 47 중 어느 하나에 있어서, R1은 알콕시인, 화합물.
49. 구현예 38 또는 44 내지 48 중 어느 하나에 있어서, R1은 C1-C3 알콕시인, 화합물.
50. 구현예 38 또는 44 내지 49 중 어느 하나에 있어서, R1은 -OC2H5인, 화합물.
51. 구현예 38 또는 44 내지 50 중 어느 하나에 있어서, R2는 -OH인, 화합물.
52. 구현예 44 내지 51 중 어느 하나에 있어서, R5는 R1에 대해 파라 위치에 있는, 화합물.
53. 구현예 1에 있어서, 화학식 4의 구조:
Figure pct00040
화학식 4
또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 갖는 화합물로서,
식 중,
R1은 OH이고;
R2는 C1-C3 알콕시이고;
R3은 C1-C3 알콕시이고;
R6은 C(CH2)OH인, 화합물.
54. 구현예 53에 있어서,
R1은 OH이고;
R2는 OCH3이고;
R3은 OCH3이고;
R6은 C(CH2)OH인, 화합물.
55. 구현예 1 내지 54 중 어느 하나의 화합물, 및 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는, 약학적 조성물.
56. 만성 장애의 치료를 필요로 하는 환자에서 만성 장애를 치료하는 방법으로서, 구현예 1 내지 54의 화합물 또는 구현예 55의 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
57. 구현예 56에 있어서, 만성 장애는, 급성 림프모구성, 급성 림프모구성 백혈병, 급성 림프구성 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 급성 골수 백혈병, 부신피질 암종, AIDS 관련 림프종, 항문암, 맹장암, 기저 세포 암종, 방광암, 뇌암, 뇌간 신경교종, 유방암, 기관지 선종/카르시노이드, 버킷 림프종, 카르시노이드 종양, 소뇌 또는 대뇌 별아교세포종, 자궁경부암, 담관암종, 연골육종, 만성 림프모구성 또는 만성 림프구성 백혈병, 만성 골수성 또는 만성 골수 백혈병, 만성 골수 증식성 장애, 대장암, 피부 T-세포 림프종, 데스모플라스틱 소원형 세포 종양, 자궁내막 자궁암, 뇌실막세포종, 식도암, 유잉 육종, 두개외 생식 세포 종양, 성선외 생식 세포 종양, 간외 담관암, 담낭암, 위(위장)암, 위장관 카르시노이드 종양, 위장 기질 종양(GIST), 임신성 융모성 종양, 뇌간 신경교종, 털 세포 백혈병, 두경부암, 심장암, 간세포(간)암, 호지킨 림프종, 하인두암, 시상하부 및 시각 경로 신경교종, 안구 내 흑색종, 섬세포 암종, 카포시 육종, 후두암, 백혈병, 입술 및 구강암, 지방육종, 림프종, 남성 유방암, 악성 중피종, 수모세포종, 흑색종, 메르켈 세포 피부 암종, 중피종, 전이성 편평 경부암, 구강암, 다발성 내분비샘 종양 증후군, 다발성 골수종, 다발성 골수종/혈장 세포 신생물, 균상식육종, 골수이형성/골수증식성 질환, 비강 및 부비동암, 비인두 암종, 신경아세포종, 비호지킨 림프종, 비흑색종 피부암, 비소세포 폐암, 희소돌기아교세포종, 경구암, 구강인두암, 골육종 및 악성 섬유성 조직구종, 난소암, 난소 생식 세포 종양, 난소 상피암(표면 상피-기질 종양), 난소 저 악성 전위 종양, 췌장암, 부비동암 및 비강암, 부갑상선암, 음경암, 인두암, 크롬친화세포종, 송과체 성상세포종, 송과체 생식세포종, 소아세포종 및 천막상 원시 신경 외배엽 종양, 뇌하수체 선종, 형질 세포 종양, 흉막폐 모세포종, 원발성 암종, 원발성 중추신경계 림프종, 원발성 간암, 전립선암, 직장암, 신장 세포 암종, 신우 및 요관 암종, 망막아종, 횡문근육종, 침샘암, 시자리(Sezary) 증후군, 소세포 폐암, 소장암, 연조직 육종, 편평 세포 암종, 위장암, 천막상 원시 신경 외배엽 종양, 고환암, 인후암, 흉선종 및 흉선 암종, 갑상선암, 신우 및 요관의 이행 세포암, 요도암, 자궁 육종, 질암, 시각 경로 및 시상하부 신경교종, 외음부암, 발덴스트롬 거대글로불린혈증, 빌름스 종양, 파킨슨병 및 파킨슨 장애, 헌팅톤병, 알츠하이머병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 샤이-드래거 증후군, 진행성 핵상 마비, 루이소체 질환, 척추 허혈, 척수 손상, 허혈성 뇌졸중, 뇌경색증, 척수 손상, 및 암 관련 뇌 및 척수 손상, 다발성 경색 치매, 노인성 치매, 다른 인지 장애, 우울증, 손발톱진균증(손발톱의 진균 감염), 치은염 및 치주 질환(잇몸 질환), 비만증, 당뇨병, SARS, COVID-19 또는 KRAS 종양유전자 돌연변이 암인, 방법.
58. 구현예 56 또는 57에 있어서, 만성 장애는 암인, 방법.
59. 구현예 58에 있어서, 암은 대장암, 전립선암, 유방암, 또는 백혈병인, 방법.
60. 구현예 58 또는 59에 있어서, 암은 KRAS 종양유전자 돌연변이를 갖는, 방법.
61. 구현예 56 또는 57에 있어서, 만성 장애는 SARS 또는 COVID-19인, 방법.
실시예
실시예 1. 항암 활성 연구(도 10)
화학식 1 내지 화학식 4의 합성된 화합물을 세포 증식, 세포자멸사, 세포 주기 정지, 반응성 산소 종의 생성 및 칼슘에 대해 MTT 분석 및 유세포 계측법을 사용하여 각각 측정하였다. 세포자멸사 및 증식 관련 단백질의 발현은 웨스턴 블롯팅으로 결정하였다. 암세포에서의 세포자멸사 관련 mRNA 발현에 대한 분자의 효과를 RT-PCR로 검출하였다.
분자는 췌장암 세포주(PANC)에서 세포자멸사 및 세포 주기 정지를 유도함
췌장 선암종 세포(PANC)를 화합물 I의 다양한 투여량(1 내지 100 μg/mL)으로 24시간 및 48시간 동안 치료했을 경우, 세포 생존율은 시간 및 투여량 의존적 방식으로 유의미하게 감소하였다. PANC 세포의 10 μg/mL에 대한 노출은 3시간차에 생존가능 세포에서 30.21 ± 0.21%의 감소를 나타낸 표준 5-플루오로우라실(10 μM)과 비교하여 생존가능 세포에서 대략 65.5 ± 0.88%의 감소를 초래하였다. 24시간 노출 후, IC50 값은 5.74 ± 0.02 μg/ml, 그리고 5-FU의 5.21 ± 0.19 μM인 것으로 나타났다. 　가장 중요한 것은, 이 분자가 109.24 μg/ml의 IC50으로 정상 췌장 세포에 대한 보호를 85.29% ± 0.98 증가시킨 반면, 5-FU는 6시간차에 40.32 ± 0.98%의 독성을 나타냈다는 것이다. 세포 형태의 변화는 세포막 블래빙, 염색질 축합, 및 세포자멸사체의 형성의 존재에 의해 검출되었다(도 10a).
유방암, 췌장암 및 다른 암에서 G2/M 관문에서 정지를 유도하는 것으로 나타난 바와 같이, 시험관 내 연구는 개시된 화합물이 이 관문과 관련된 단백질을 잠재적으로 표적화한다는 것을 나타내며(도 10a 및 도 10b), 이는 세포가 이 관문을 통과하여 유사분열에 들어가는 것을 방지한다.　
세포 성장 억제는 내인성 경로(카스파제-3 및 9)를 통해 카스파제 의존적 방식으로 세포자멸사를 유도함으로써 입증되었고, 이는 후속적인 미토콘드리아 전위의 손실(ΔΨm)(도 10b), 증가된 ROS 생성 및 DNA 손상을 초래하였으며, 결과적으로 투여량 및 시간 의존적 방식으로 G0/G1 단계에서 세포 주기 정지를 유발하였다.
신규 분자는 STAT-3, β-카테닌/Wnt 신호 전달, MAPK 및/또는 JAK-1/2/3 오로라 키나아제 A를 표적화함으로써 유사분열 정지, 세포 주기 연관 단백질의 발현 변화, 및 미세소관 파괴를 유도하여, 세포 주기 정지 및 노화 변화를 유도하는 것으로 여겨진다.
실시예 2. 분자는 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC) 활성을 억제함
다음으로, 췌장 종양발생 동안의 부류 I HDAC 발현을 조사하였다. 간략히, 상이한 농도의 화합물 I을 첨가하고 24시간 동안 인큐베이션하였다. 웨스턴 블롯팅 분석은 부류 I HDAC의 단백질 발현이 대조군에 비해 투여량 의존적인 방식으로 감소하였음을 확인하였다(p < 0.05). 화합물 I은 부류 I로부터의 HDAC1, HDAC2, HDAC3, 및 HDAC8을 유의미하게 억제하였다. 종합적으로; 이들 데이터는 분자에 의한 부류 I HDAC의 억제가 PANC 세포주에서 세포 사멸을 유도하기에 충분하다는 것을 입증한다. 이러한 결과는 분자가 강력한 HDAC 억제제임을 시사한다. 부류 I HDAC의 억제는 항-증식 활성과 관련된 히스톤 H3 아세틸화 및 p21 mRNA 및 단백질 발현의 상향 조절과 연관이 있다. HDAC6이 α-튜불린 탈아세틸화효소로서 기능하여 튜불린 안정성을 조절한다는 것 또한 보고되었다. α-튜불린 및 히스톤 H3은 HDAC의 상호 하류 표적이기 때문에, 단백질 발현과 분자의 기능 간의 관계를 추가로 조사하였다. 웨스턴 블롯 분석을 사용하여 PANC 세포에서의 히스톤 H3 아세틸화에 대한 화합물 I의 효과를 연구하였다. 대조군에 비해 화합물 I은 히스톤 H3의 보다 강한 과아세틸화를 유도하였으며, 이는 부류 I HDAC1에 대한 강력한 억제 효과와 일치하였으나, 아세틸-α-튜불린은 검출되지 않았다.
작용 메커니즘(도 11)
임의의 특정 이론에 구속되지 않고, 본원에 개시된 화합물은 다음의 작용 메커니즘 중 하나 이상을 나타낼 수 있다:
§ 추정적으로, STAT-3, β-카테닌/Wnt 신호 전달, MAPK, JAK-1/2/3 오로라 키나아제 A를 표적화함으로써 유사분열 정지, 세포 주기 연관 단백질의 발현 변화, 및 미세소관 파괴를 유도하여, 세포 주기 정지 및 노화 변화를 유도함.
§ 미토콘드리아 매개 세포자멸사의 활성화를 나타내는, 미토콘드리아 막 전위의 손실, 시토크롬 c 방출, Bax의 상향 조절, Bcl-2의 하향 조절, 및 카스파제-3의 절단을 초래함.
§ 다중 표적 키나아제 억제제로서, 다수의 경로를 통한 시험관 내 및 생체 내 다양한 인간 암 세포, 암 줄기 세포의 증식을 억제함.
§ 히스톤 탈아세틸화효소(HDAC) 억제제 및 히스톤 메틸트랜스퍼라아제(HMT) 억제제.
§ mRNA 및 단백질 수준 둘 모두에서 HDAC2 및 HDAC3의 수준을 하향 조절하고, 또한 줄기 세포 형성에 중요한 역할을 하는 KLF4 수준을 하향 조절 할 수 있는 잠재력을 가짐.
§ 표준 약물인 수베로일라닐리드 히드록삼산(SAHA)과 비교하여, 각각 hTERT 수준을 하향 조절함.
항증식 효과의 근간이 되는 메커니즘을 증폭시키기 위해, PANC 세포에서 세포 주기 분포 및 세포자멸사를 조사하였다. 세포막에 결합된 아넥신 V-플루오레세인 이소티오시아네이트에 의해 조기 세포자멸사가 6시간 만에 관찰되었다. 화합물 I 내지 화합물 IX는 카스파제-3 및 카스파제-9의 유도에 의해 내인성 세포자멸사 경로를 활성화시켰다. 미토콘드리아 투과성 및 시토크롬 c 방출의 유의미한 증가를 갖는 미토콘드리아 내 내인성 경로의 관여가 관찰된 반면, 미토콘드리아 막 전위가 감소하였다. Bax, Bcl-2 및 서바이빈을 포함하는 단백질 수준에서 세포자멸사가 확인되었으며, 세포주기의 중단은 세포자멸사의 최종 검증에 사용되었다. 프로피듐 요오드화물/아넥신 V 이중 염색은 3시간차에 PANC로 치료한 세포를 갖는 세포자멸-전 세포 집단을 밝혀냈다. 　또한, 형광 활성화 세포 분류(FACS) 분석을 통해, 분자 유도 세포 주기 정지는 중요한 관문 제어 단백질 p21WAF1/KIP1, p27KIP1, p53 및 시클린 A의 조절과 연관되어, PANC 세포주에서 G0/G1 정지를 초래하고, 시클린 D3, 시클린 E1, CDK2, CDK4 및 CDK6의 발현을 하향 조절하고, HDAC 억제를 통해 p21, p27 및 p53의 발현을 상향 조절한다는 것을 나타낸다는 것을 관찰하였다.
실시예 3. 인간 탯줄 줄기 세포 신경생성 및 신경 발달에서의 분자 - 분자 유도 신경 세포 유형 형성(도 12)
유도가 시작될 때, HUMSC 배양물은 큰 핵을 갖는 크고, 얇은 편평화된 세포체를 표현형적으로 나타냈다. 분자로 치료한 MSC는 48 내지 72시간 시점에 형태 변화를 나타냈다. 이 때, MSC의 모집단은 수지상-유사 과정, 및 뉴런에 전형적인 세포 소마로부터의 길고 얇은 축삭-유사 돌기를 갖는 구형 굴절 세포체를 나타냈다. 치료 후 72시간 이후, 뉴런-유사 세포의 비율은 높았으며, 세포체는 수축되고 돌기가 더 길어졌다. MSC는 유도 기간 동안 이러한 형태를 유지시켰다.
실시예 4. KRAS 분해
간략하게, 본 개시는 G12C 돌연변이 KRAS, 단백질을 조절할 수 있는 화합물을 제공한다. 일부 경우, 화합물은 K-Ras4BG12C/G12D/G12V-GTP/GDP, K-Ras4BG13D-GTP/GDP, K-Ras4BQ61H-GTP/GDP,돌연변이 단백질의 위치에서 시스테인 잔기와 공유 결합을 형성할 수 있는 친전자체로서 작용한다. 또한, 암과 같은 다양한 질환 또는 병태의 치료를 위해 이러한 화합물을 사용하는 방법이 제공된다. 추가적인 메커니즘 연구는 화합물 AB-REV-001이 시험관 내에서 구아노신 삼인산(GTP)과 KRAS의 복합체 형성을 차단할 수 있음을 나타냈다. 또한, AB-REV-001은 KRAS 하류 신호 전달 경로 RAF/MEK/ERK 및 RAF/PI3K/AKT를 억제하였다.
실시예 5. 암 줄기 세포 억제
암 줄기 세포(CSC)는 독특한 자체 재생, 증식 및 분화 능력을 나타내는 것으로 여겨지며, 따라서 암의 다양한 양태에서 중요한 역할을 한다. CSC는 상이한 유형의 악성 종양에서 종양 진행, 약물 내성, 재발 및 전이에 상당한 영향을 미친다. 대부분의 항암제는 약물 내성 CSC에 효과적이지 않기 때문에, 종래의 암 화학요법은 종종 실패한다. 이러한 생존하는 CSC는 재발 및 전이를 초래한다. 대부분의 연구는 종래의 치료제가 저산소 미세환경 및 항-CSC 약물의 효능을 지연시키는 혈관구조로부터의 먼 위치 때문에 CSC에 대한 접근이 제한적이라고 보고한다(도 14). 그러나, 개시된 화합물은 이러한 한계를 극복할 수 있고, 더 깊은 위치로 침투하여 CSC를 파괴할 수 있다. 따라서, 본 구현예에서, 본 발명은 암 줄기 세포 생존 및/또는 자가 재생을 억제하는 방법을 제공하며, 방법은 본원에 개시된 화합물, 예를 들어 화합물 I의 유효량을 암 줄기 세포에 투여하는 단계를 포함한다(도 13).
도 17은 CSC에서의 비정상적인 신호 전달 경로 및 CSC를 표적화하기 위한 전략을 도시한다. 자가 재생, 약물 내성, 종양 재발 및 원격 전이에 중요한 역할을 하는 CSC에서의 신호 전달 경로가 설명된다. 신호 전달 경로 노치, Wnt 및 헤지호그(Hedgehog) 신호 전달, 및 전사 인자 β-카테닌(β-cat), 신호 변환기 및 전사 활성제 3(STAT3), 및 Nanog를 포함하는 하류 효과기는 CSC 특성의 주요 역할을 한다. xCT와의 상호작용 후, CD44 변이체(CD44v)는 글루타티온 합성 및 반응성 산소 종(ROS)에 대한 방어 능력이 향상되었다. 이러한 비정상적인 상태로 인해, CSC는 고유한 표현형을 획득한다. CSC를 근절하기 위한 최적의 방법은 정상 세포가 아닌, CSC의 특이적 특성을 담당하는 분자를 식별하는 것이다. 표적 CSC 표현형은 다음을 포함한다: 델타-유사 리간드(DLL), 프리즐드(FZD), 야누스 키나아제(JAK), 리포단백질 수용체 관련 단백질(LRP), 패치드(Ptch), 소닉 헤지호그(Shh), 및 스무슨드(Smo).
본 개시의 화합물은 종양 미세환경에서 암 줄기 세포를 선택적으로 표적화하고, 자가 재생 및 분화에 대해 유전자를 조절함으로써 CSC를 파괴한다는 것이 입증되었다. 본 개시의 화합물은 다음의 암에서의 유전자의 발현을 억제하였다(도 18):
유방: CD44+CD24-/저 리니지-, ALDH-1고
간: CD133+, CD49f+, CD90+
결장: CD133+, CD44+, CD166+, EpCAM+, CD24+
췌장: CD133+, CD44+, EpCAM+, CD24+
백혈병: CD34+CD38-
폐: CD133+, ABCG2고
백혈병: CD34+, CD38-, HLA-, DR-, CD71-, CD90-, CD117-, CD123+
줄기 세포 표면 마커 발현의 감소는 1시간 이내에서 최대 15시간까지 관찰된다. 다른 표준 약물과 비교했을 때, 암 줄기 세포 마커는 치료 24시간 후에 관찰되지 않는다.
실시예 6: 화합물 I을 이용한 시험관 내 암 연구
화학요법은 강력한 화학물질을 사용하여 체내에서 빠르게 성장하는 세포를 사멸시키는 약물 치료이다. 그러나, 치료는 단순한 위염 및 탈모에서 심각한 골수 억제, 심장 독성 등과 같은 부작용을 나타낸다. 세포독성과 관련하여, 화학요법 약물과 조합된 본 발명의 화합물 I의 효과를 조사하였다. 아래에 상세히 기술된 바와 같이, 화학요법 약물 치료 전, 세포를 본 발명의 화합물 I로 치료한 경우, 도세탁셀, 파클리탁셀, 파조바닙, 엔독손, 에토포시드, 아드리아마이신, 다크로마이신, 아바스틴, 젬시타빈, 시스플라틴 및 옥살리플라틴과 같은 화학요법 약물의 세포독성은 극적으로 감소하였다.
항암제의 세포독성은 인간 정상 세포주의 패널만을 사용하여, 본 발명의 화합물 I의 조합으로 연구하였다. 세포독성 효과는 MTT 분석으로 결정하였다. 다음의 세포주가 사용되었다: 인간 표피 각질세포 세포(HaCaT), 인간 진피 섬유아세포(HDF), 인간 골수 간엽 줄기 세포(HBMSC), 인간 정상 간세포(THLE2), 인간 심장 세포(AC-16), 인간 장 상피 세포(HIEC-6), 인간 신경 세포(SHSY-5Y), 인간 혈관 내피 세포(HuVEC), 인간 폐 상피 세포(Calu-3), 인간 폐 섬유아세포(MCR 5).
데이터에 따르면, 상이한 농도(1 내지 500 μM)의 항암제로 치료한 후, 대조군과 비교하여 정상 세포의 유의미한 감소가 있었고, 형태의 변화가 관찰되었다(p > 0.05). IC50 값은 독소루비신, 게미시타닙, 5-FU, 시스플라틴, 레놀리다미드, 이리노테칸, 클로로퀸, 히드록시클로로퀸, 빈크리스틴 및 빈블라스틴에 대해 각각 12.90 μM 내지 40.50 μM의 평균인 것으로 밝혀졌다(도 19a). 음성 대조군의 뚜렷한 특징적 특성을 나타내는 음성 대조군과 비교하여, 치료된 모든 정상 세포주에서 유의미한 수준의 세포자멸사가 관찰되었다.
다음으로, 세포를 본 발명의 화합물 I과 조합된 항암제로 치료하였다. 조합 치료 후, 세포 생존력의 증가가 관찰되었으며, 세포 라운딩, 과립화 및 세포 수축의 징후는 관찰되지 않았고, 이는 화합물 I을 이용한 정상 세포의 치료가 항암제에 의해 유도된 독성 효과를 감소시킨다는 것을 나타낸다. IC50은 항암제 단독 치료에 비해 증가한 것으로 밝혀졌다. 모든 세포주에 걸친 치료의 평균은 IC50 > 100 μM을 나타내었으며, 이는 화합물 I의 세포 보호 효과를 나타낸다(도 19b). 조합 연구에서 유의미한 세포자멸사 효과는 관찰되지 않았으며, 이는 화합물 I이 화학요법제에 의해 생성된 세포독성을 감소시킨다는 것을 나타낸다. 정상 세포주에서는 심지어 최고 농도에서도 유의미한 세포독성 효과가 관찰되지 않았다.
실시예 7: 화합물 I을 이용한 생체 내 암 연구
전이 연구
생체 내 연구는 표준 약물 치료와 비교하여 개선된 치료 범위를 갖는 이종이식 누드 마우스 모델에서 종양 성장이 억제될 수 있음을 나타냈다. 놀랍게도, 6개월차 후의 추적관찰 연구 동안 종양의 재발 또는 재생은 관찰되지 않았다.
본 개시의 화합물은 다른 표준 약물과 비교하여, 어떠한 사망률 성장 억제도 없이 90%의 TGI(종양 성장 억제)를 갖는 삼중 음성 유방암, 췌장암 모델, 간암 모델, 및 결장암 모델에서 생체 내 효능을 나타냈다(도 20).
또한, 본 개시의 화합물은 주위의 ECM 조직을 유의미하게 파괴하여, 젬시타빈 및 5-플로오로우라실 치료와 비교하여, 억제 증가, 세포자멸사 증가, 화학감수성 개선, 침윤 감소, 감소된 전이 확산 및 생체 내 암 진행의 6배 감소를 초래하였다.
본 개시의 화합물의 단일 투여를 표준 약물 요법과 조합하였을 경우, 생체 내에서 종양 재발의 유의미한 억제를 나타내는 추가적인 항암 효과가 입증되었다.
췌장암 이종이식 모델(PANC-1)
연구 설계: 도 21a에 기술된 실험 설계에 따라 PANC-1 이종이식 마우스 모델을 수행하였다. PBS 단독(비히클 대조군), 25 mg/kg 젬시타빈, 및 10 mg/kg 화합물 I의 투여에 대해, 30일의 기간에 걸쳐 종양 부피를 모니터링하였다.
결과: 도 21b에 도시된 바와 같이, 종양 부피는 25 mg/kg 젬시타빈으로 치료한 마우스(n = 12)에서 5일차에서 30일차까지 꾸준히 증가한다. 대조적으로, 10 mg/kg의 화합물 I로 치료한 마우스에서는 동일한 기간에 걸쳐 종양 부피가 감소하는 것이 관찰되었다. 이 결과는 화합물 I로 치료한 마우스에서 검출 가능한 종양을 나타내지 않는 영상촬영 연구에 의해 확인된다(도 21c).
종양 부피의 감소는 화합물 I로 치료한 마우스에서의 생존율을 개선시켰다(도 21d).
표준 약물과의 비교
현재의 치료 표준 약물: 레블리미드, 아바스틴, 헤르셉틴, 5-플루오로우라실. 젬시타빈과의 비교 시(아래 표 1), 본 개시의 화합물은 종양구 수를 감소시키는 데 50배 더 강력하며, CSC 모집단을 감소시키고 종양 재발을 방지하는 데 100배 더 강력하다.
IV기 암을 치료하는 데 있어서, 레블리미드(100% 사망률), 아바스틴(60% 사망률), 헤르셉틴(60% 사망률), 5-플로우로우라실(70% 사망률), 및 젬시타빈(50% 사망률)과 같은 표준 약물과 비교하여, 필수 기관에서 유의미한 독성 및 사망률이 관찰되지 않았다.
또한, 표준 약물과 조합하여 투여될 경우, 본 개시의 화합물은 증가된 치료 효능으로 사망률을 감소시키고 종양 세포의 감작을 향상시켰다.
Figure pct00041
이동 유전자 및 신호 전달 경로의 하향 조절
저산소증 환경으로 인해 CSC에 대한 제한된 접근성을 나타내는 표준 약물과 비교하여, 본원에 개시된 화합물은 전-전이성 기관에서 림프관 신생 및 혈관 신생(VRGFR)을 억제함으로써 폐 및 림프절로의 전이를 방지할 수 있다.
임의의 특정 이론에 구속되지 않고, 다중-티로신-키나아제 억제제는 활성화된 NF-κB, Akt, ERK2, Tyk2, 및 PKC를 억제함으로써 세포자멸사를 유도하고 암세포의 침윤성을 억제할 수 있다. 이론에 구속되지 않고, 화합물은 또한 PI3K/Akt/mTOR 신호 전달 경로의 억제를 통해 이동 및 침입을 약화시켰다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않고, 화합물은 ERK1/2-, Akt/NF-κB/mTOR- 및 p38 MAPK-의존성 NF-κB 신호 전달 경로를 통해 전이, 혈관 신생 및 암 세포의 침윤을 효과적으로 억제한다.
상피 간엽 전이의 조절(EMT)
본원에 개시된 9개의 화합물 모두는 이종이식 마우스 모델에서 종양 성장을 억제하였고 간엽 및 상피 마커의 발현을 조절하였다. 이들은 피브로넥틴, 비멘틴, N-카드헤린, TWIST, 및 SNAIL과 같은 간엽 유전자의 발현을 억제하였고, 정규 WNT/β-카테닌/헤지호그, TGFβ/BMP-SMAD 경로를 특이적으로 표적화함으로써 교합 및 E-카드헤린과 같은 상피 유전자의 발현을 증가시켰다.
면역조절
본 개시의 화합물은 세포독성 T 세포의 수와 활성을 증가시켰고, MHC 부류 I 및 II 분자를 통한 종양 항원의 포획, 내재화, 처리 및 제시를 통해 CD4+ 및 CD8+에 대한 APC를 용이하게 하는 대식세포, NK 세포 및 DC의 활성화를 촉진하였다.
분자로 치료한 생체 내 종양은 CD31+ 내피 세포, α-SMA+ 암 연관 섬유아세포뿐만 아니라 F4/80+ 대식세포의 감소된 ECM 침착 및 침윤 손상을 추가로 나타냈으며, 이는 치료가 억제성 종양 미세환경을 생성하였으며, 이는 결국 종양 성장, 침윤 및 전이를 억제하였음을 시사한다.
실시예 8: 폐암 줄기 세포 표적화
화합물 I은 특정 폐암 줄기 세포를 표적화하는 데 상당한 영향을 미치고, 세포자멸사를 유도하고, 암 요법의 치료에 도움을 주는 정상 세포를 손상시키지 않으면서 전이를 억제한다. 화합물 I은 정상 세포에 대한 독성 없이, 세포자멸사를 유도하고 폐암 줄기 세포의 침습을 억제하는 120개의 표적 단백질을 갖는 경구 생체이용 가능한, 멀티-티로신-키나아제 억제제이다. 전체 연구 기간 동안, 투여 후 동물에서의 불편함 또는 심혈관 또는 호흡기 장애의 징후가 관찰되지 않았다.
실시예 9: ACE-2 및 Nsp15 억제제로서의 본 개시의 화합물
목표: 본 개시의 화합물, 예를 들어, 화합물 I이 인간 세포에서 SARS-CoV-2와 같은 바이러스의 진입 및 복제를 담당하는 단백질인 ACE-2 및 Nsp15의 잠재적 억제제인지의 여부를 결정한다.
배경기술: 인간 숙주를 감염시키기 위해서는, 바이러스가 개별 인간 세포에 진입할 수 있어야 한다. 바이러스는 숙주 세포 조직을 이용하여 자신의 카피를 생성한 다음, 유출되어 새로운 세포로 확산된다. 기존 연구는 SARS-CoV-2가 그의 스파이크 단백질(S)과 세포 표면에서 발견되는 막관통 효소인 숙주 세포 단백질 안지오텐신 전환 효소-2(ACE-2) 사이의 상호작용에 의해 표적 세포에 부착한다는 것을 입증하였다. 숙주 세포 표면 상의 이러한 상호작용은 감염 프로세스를 개시하기 때문에 상당한 관심 대상이다(도 22). 따라서, ACE-2의 생물학적 활성을 조절하는 약물이 이 바이러스 감염증의 치료를 위한 잠재적 후보로서 제안되었다.
바이러스 진행에 역할을 할 수 있는 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2)로부터 식별된 또 다른 단백질은 Nsp15이다(도 22). Nsp15는 SARS-CoV의 조기 발생 단백질과 89% 동일하다. SARS-CoV의 분석은 Nsp15의 억제가 바이러스 복제를 느리게 할 수 있음을 밝혔다. 새롭게 맵핑된 단백질은 코로나바이러스 사이에서 보존되며, 이들의 수명주기 및 독성에 필수적이다. 초기에, Nsp15는 바이러스 복제에 직접 참여하는 것으로 여겨졌지만, 보다 최근에는 숙주의 면역 반응을 방해함으로써 바이러스 복제에 도움을 주는 것으로 제안되었다.
결과: 본 개시의 화합물이 ACE-2 및 Nsp15를 표적화할 가능성을 평가하기 위해, 인 실리코(in silico) 접근법 및 분자 도킹을 사용하여 연구를 수행하였다. 이들 분석으로부터, 화합물 I은 시험된 모든 바이러스 단백질과 높은 결합 친화도를 갖는다는 것이 밝혀졌다(도 22 내지 도 24). 구체적으로, 도 21은 ACE-2 결합 부위에 대한 화합물 I의 친화도를 나타내며, 이는 바이러스와 수용체 사이의 상호작용의 중단을 초래한다. 화합물 I은 또한 도 24a 내지 도 24c에 도시된 바와 같이, Nsp15 결합 부위에 대한 친화도를 갖는 것으로 밝혀졌다.
요약: 본 개시는 인간 세포 내로의 SARS-CoV-2 진입의 S-ACE-2 매개 진입을 표적화하는 소분자 억제제를 제공한다. 추가적으로, 본 개시의 화합물은 또한 Nsp15를 또한 표적으로 하며, 이는 바이러스 복제를 느리게 할 수 있다. 따라서, 화학식 1 내지 화학식 4의 화합물은 COVID-19에 대한 효과적인 약물로서의 개발 가능성을 갖는다.
실시예 10: Vero 세포에서의 화합물 I의 시험관 내 항바이러스 활성
연구 설계: SARS-CoV-2의 세포독성, 바이러스 수율 및 감염률에 대한 화합물 I의 효과를 측정하기 위해 표준 분석을 수행하였다(도 25). 먼저, Vero 세포에서 화합물 I의 세포독성을 시험하였다. 그런 다음, 다양한 농도의 화합물 I의 존재 하에, 0.1 PFU/세포의 감염 다중성(MOI)에서 SARS-CoV-2로 Vero 세포를 감염시켰다(도 25a). DMSO를 비히클로서 사용하였다. 효능은 정량적 실시간 RT-PCR(qRT-PCR)을 통해 세포 상청액에서의 바이러스 카피 수의 정량화로 평가되었고, 감염 후 48시간차(p.i.)에 면역형광 분석을 통해 바이러스 핵단백질(NP) 발현의 시각화로 확인하였다(도 25c). 이에 더하여, 감염 후, 코로나바이러스에 대한 예방 및 치료로서의 가능성을 추가로 추정하기 위해 세포를 시험 화합물에 노출시켰다. 또한, 폐 상피(Calu-3) 세포주에서 화합물 I의 보호 효과를 평가하였다.
항바이러스 활성 및 세포독성: 화합물 I의 항바이러스 활성을 시험하기 위해, Vero 세포를 0.1의 MOI에서 2시간 동안 SARS-CoV-2 단리체로 감염시키고(도 25b), 이어서 상이한 농도의 화합물 I을 첨가하였다(각각 0.001, 0.01,1, 3, 5 μM). 투여량-반응 곡선으로부터 수득된 데이터의 평가로부터, 화합물 I은 1 μM의 IC50(도 25b, 바이러스의 평균 % 억제를 나타내는 청색 선) 및 > 15 μM의 CC50(도 25b, 약물의 세포독성을 나타내는 적색 선)으로 항바이러스 활성을 강력하게 나타내는 것으로 밝혀졌다.
화합물 I의 효과를 추가로 결정하기 위해, SARS-CoV-2로 감염된 세포를 화합물 I의 연속 희석물로 치료하고, 감염 후 2시간 시점에 실시간 RT-PCR을 위해 상청액 및 세포 펠릿을 수집하였다(도 25f 내지 도 25h).
24시간차에, 비히클 DMSO와 비교하여, 화합물 I로 치료된 샘플의 상청액 중 존재하는 바이러스 RNA(방출된 비리온을 나타냄)가 100% 감소하였다. 유사하게, 화합물 I 치료군에서, 세포 연관 바이러스 RNA(방출되지 않은 비리온 및 포장되지 않은 비리온을 나타냄)의 99% 감소가 관찰되었다. 36시간차에, 이러한 효과가 증가하여 화합물 I 치료군에서의 바이러스 RNA의 감소로 이어졌으며, 이는 대조군 샘플과 비교했을 때의 통계적 유의성을 나타내며, 화합물 I 치료가 본질적으로 모든 바이러스 물질의 36시간차에 효과적인 손실을 초래하였음을 나타낸다.
48시간차에, 1 μM 화합물 I로 치료한 샘플의 상청액 및 세포 펠릿 모두에서, 대조군 샘플과 비교하여 이들 샘플 중 바이러스 RNA의 99% 감소에 해당하는 바이러스 RNA의 감소가 관찰되었다. 다시, 시험된 농도 중 어느 것에서도 화합물 I로 인한 독성은 관찰되지 않았다.
화합물 I의 치료 시 바이러스 감염 세포의 면역형광 현미경 검사를 수행하였다. 구체적으로, Vero 세포를 MOI 0.1에서 SARS-CoV-2로 감염시키고, 1 μM 및 1 μM의 화합물 I로 치료하였다. 48시간차 p.i.에서, 감염된 세포를 고정시킨 다음, 1차 항체로서 SARS 관련 CoV의 NP에 대해 토끼 혈청으로, 그리고 2차 항체로서 알렉사 488-표지된 염소 항-토끼 IgG로 각각 프로브하였다. 핵을 회흐스트 염료로 염색하였다. 막대, 20 μm. 염색 결과는, 핵단백질 발현으로 측정된 바이러스 부하가 화합물 I의 투여량 중 하나로 치료한 Vero 세포에서 실질적으로 감소하였음을 나타낸다(도 25c). 이들 결과는 감염된 세포의 24시간차 p.i. 웨스턴 블롯 분석으로 확인되었고(도 25d), GAPDH에 대한 정규화로 정량화되었다(도 25e).
실시예 11: 폐 상피 세포에서의 화합물 I의 시험관 내 활성
화합물 I의 항바이러스 활성을 Calu-3 배양물 중 SARS-CoV-2에 대해 평가하였다. 0.1 내지 5 μM에서, 그리고 0.01 μM의 평균 IC50 값을 갖는 미치료 대조군(SARS-CoV-2)과 비교한 바와 같이, 근접 복제의 투여량 의존성 감소가 관찰되었다. 화합물 I이 복제를 억제할 수 있는지의 여부를 결정하기 위해, 먼저 연속 인간 폐 상피 세포주 Calu-3 세포에서의 항바이러스 활성 및 세포독성을 평가하였다. 화합물 I은 1.5 μM의 평균 절반 최대 유효 농도(IC50) 값으로 세포에서 SARS-CoV-2 복제를 억제하였다(도 25b). 중요한 것은, 100 μM까지의 농도에서 세포독성이 관찰되지 않았으며, 이는 화합물 I에 대한 50% 세포독성 농도(즉, CC50)는 Calu-3 세포에서 100 μM을 초과한다는 것을 입증하였다는 것이다. 종합하면, 이러한 결과는 폐 상피 세포에서는 낮은 마이크로몰 농도에서 SARS-CoV-2 복제의 실질적인 억제가 달성될 것임을 시사한다.
실시예 12: 바이러스 감염 단계에 대한 화합물 I의 영향
화합물 I은 바이러스 RNA 합성을 억제함으로써 초기 복제 단계에서 SARS-CoV-2를 억제할 것이라는 가설을 세웠다. 이러한 가설을 시험하고 바이러스 복제 주기의 어떠한 단계에서 화합물 I이 SARS-CoV-2를 억제하는지를 결정하기 위해, Vero 세포를 0.1 PFU/세포의 다중성 감염(MOI)으로 감염시켜, 단일 주기 감염을 초래하고, 감염 전 2시간으로부터 감염 후 10시간까지 2시간 간격으로 1 μM의 화합물 I로 치료하였다. 감염 전 2시간과 감염 후 2시간 사이에 화합물 I을 첨가했을 경우, 최대 억제가 관찰되었다. 감염 후 6 내지 8시간 사이에 화합물 I을 첨가했을 경우, 보다 적은 억제가 검출되었고, 감염 후 10시간 후에 화합물 I을 첨가했을 경우에는 억제가 관찰되지 않았다. 이들 결과는 화합물 I이 감염 초기 단계에서 SARS-CoV-2를 억제한다는 것을 입증한다. 바이러스 RNA는 감염 초기에 합성되고 화합물 I은 바이러스 RNA 합성을 억제하는 것으로 시사되기 때문에, 다음으로 화합물 I로 치료한 후의 바이러스 RNA의 세포 수준을 실시간 정량 PCR(qPCR)로 결정하였다. 증가하는 농도의 화합물 I을 사용한 치료는 감소된 바이러스 RNA 수준을 초래하였으며, 이는 역가 감소와 상관관계가 있는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 바이러스 RNA 복제를 방해함으로써 감염 후 초기에 화합물 I이 SARS-CoV-2를 억제한다는 것을 시사한다.
인간 폐 상피 세포(calu-3 세포주)에서의 정상 상피 세포 SARS-CoV-2 감염 모델에서, 화합물 I이 인간 세포에서 SARS-CoV-2 복제를 또한 억제할 수 있는지의 여부를 알아보기 위해 화합물 I을 조사하였다. 결과는 화합물 I이 VERO 세포에서와 동일한 농도로 SARS-CoV-2 복제를 억제할 수 있음을 나타내었고(IC 50 10 μM 화합물 I 치료 세포 = < 102 TCID 50/ml), 이는 화합물 I의 항바이러스 활성이 세포 유형에 의존적이지 않는다는 것을 입증한다(도 26a). 다른 코로나바이러스의 경우, SARS-CoV 게놈의 발현은 RNA 합성 중의 불연속 전사를 수반하는 고유한 메커니즘에 의해 생성된 게놈 RNA 및 하위 게놈 전령 RNA의 '중첩된' 세트의 번역에 의해 매개된다. SARS COV-2의 경우와 같이, 화합물 I이 바이러스 RNA 합성을 차단함으로써 이러한 현상에 대해 작용했는지의 여부를 결정하기 위해, Calu-3 세포를 SARS-CoV-2로 감염시키고, 바이러스 흡착 기간 직후에 상이한 농도(1.5 및 10 μM)의 화합물 I로 치료하였다. 총 RNA를 24시간 p.i. 추출하고 RT-PCR로 분석하였다. 도 26b에 나타낸 바와 같이, 화합물 I 치료는 투여량 의존적으로 세포내 SARS-CoV-2 RNA 수준의 감소를 유발하여, 감염되지 않은 세포에서의 RNA 합성에 영향을 미치지 않은 화합물 I의 농도에서 대조군의 95% 초과의 억제에 도달하였다. 바이러스 게놈 RNA를 정량적 역전사 중합효소 연쇄 반응(qRT-PCR;)에 의해 정화된 상청액에서 정량화하였다. 감염성 역가에 대한 효과와 마찬가지로, 바이러스 게놈 RNA에서 투여량 의존성 감소가 발견되었고, IC50은 5 μM으로 유사하게 계산되었다. 종합적으로, 이들 데이터는 화합물 I이 2개의 유전적으로 구별되는 신생 CoV에 대해 강력하게 항바이러스성이라는 것을 입증한다.
실시예 13: 본 개시의 화합물의 면역 반응
화합물 I은 CD4+ 헬퍼 T 세포 및 CD8+ 세포독성 T 세포를 활성화하고, 바이러스 감염으로부터 보호하기 위해 신체에서 면역 반응을 생성하는 능력을 갖는다. 구체적으로, 화합물 I은 세포독성 T 세포의 수와 활성을 증가시켰고, MHC 부류 I 및 II 분자를 통한 항원의 포획, 내재화, 처리 및 제시를 통해 CD4+ 및 CD8+에 대한 APC를 용이하게 하는 대식 NK 세포 및 DC의 활성화를 촉진하였다.
실시예 14: 폐에서의 제안된 작용 메커니즘
이종이식 4기 전이 유방암 동물 모델에서, 화합물 I은 사이토카인(종양 괴사 인자 알파[TNF-α] 및 인터루킨-6[IL-6]) 및 케모카인(CXCL10, CCL2, CCL3, CCL5)의 생성을 감소시켰고, 자연 사멸 세포 및 대식세포의 이동과 상관 관계가 있었으며, 폐에서 관찰되었다. QPCR 유전자 발현 연구에서 수집된 데이터로부터, 7일차까지, 조직병리학적 증거는 관찰된 간질폐렴이 없는 정상 폐 병리를 나타냈고, 사이토카인(TNF-α, IL-6, 감마 인터페론[IFN-γ], IL-2, 및 IL-5), 케모카인(CXCL9, CXCL10, CCL2, CCL3, 및 CCL5), 및 수용체(CXCR3, CCR2, 및 CCR5)의 감소된 발현이 T 림프구 유입과 연관되어 폐에서 검출되었다. 세기관지염, 간질성 폐렴, 미만성 폐포 손상 및 섬유성 흉터를 특징으로 하는 임상 질환의 징후 및 질환의 조직병리학적 증거는 관찰되지 않았다.
실시예 15: COVID-19의 치료에서 부작용을 감소시킴으로써 히독시클로로퀸을 강화시킴
코로나바이러스 질환(COVID-19)은 바이러스 SARS-CoV-2에 의해 야기되는 감염성 질환이다. 이 질환은 기침, 발열, 보다 심각한 경우에는 호흡 곤란과 같은 증상을 동반하는 호흡기 질환을 유발한다. 현재, COVID-19 치료에 효과적일 수 있는 약물 중 하나는 히드록시클로로퀸이다. 그러나 히드록시클로로퀸이라는 약물은 심혈관 질환, 안구 손상, 경증 또는 중증 기관지 경련을 포함하는 심각한 부작용을 유발하며, 정신 건강에도 영향을 미친다. 히드록시클로로퀸과 연관된 부작용을 감소시키는 데 있어서의 본 발명의 화합물 I의 효과를 당업계에 공지된 방법에 따라 연구하였다. 본 발명의 화합물 I은 COVID-19의 치료에서 부작용을 감소시킴으로써 히드록시클로로퀸을 강화하는 데 도움을 주는 것으로 밝혀졌다(도 20 및 도 21).
실시예 16: 약동학(PK), 조직 분포 및 독성
화합물 I의 약동학 및 독성을 누드 마우스 모델에서의 생체 내에서 연구하였다.
PK 연구:
데이터 분석은 화합물 I의 평균 혈장 농도가 전체 6시간 샘플링 기간 동안 대조군과 비교하여 상당히 더 높다는 것을 나타낸다. 정맥 내 투여 후, 화합물 I은 해마, 심장, 폐, 위, 간, 유선, 신장, 비장, 대퇴골 및 경골을 포함하는 여러 조직에 광범위하게 분포하였다(도 27a 및 도 27b). 대조군에 비해, 치료군에서는 최대 혈장 농도(C최대)가 29배 증가하였고, 곡선 하 면적(Area Under the Curve, AUC)은 28배 증가하였다(p > 0.05).
화합물 I은 여러 기관, 특히 다공도가 높은 기관에 광범위하게 분포되어, 이들 기관에서의 약력학적 활성과 일치하였다. 또한, IV 투여 후 화합물 I의 분포 부피는 대조군과 비교했을 때 유의한 것으로 밝혀졌으며, 이는 양호한 조직 분포를 암시한다. 본 연구에서의 조직 분포는 10 mg/kg IV의 화합물 I이 신경퇴행성 질환 및 다른 만성 질환에 대한 예방 및 치료 표적과 관련된 해마, 대퇴골, 경골 및 유선에서 약력학적 활성에 대한 적절한 수준에 도달하였음을 나타냈다(도 27b). 독성은 관찰되지 않았다.
투여 후 1, 2, 4, 24시간차에 동물 내 화합물 I의 조직 대 혈장 비율을 취하였다. 60분차 시점에, 화합물 I의 최고 수준이 폐, 뇌, 위, 간, 유선, 및 소장에서 발견되었고, 이들 모두는 비장 및 심장 순으로 관류가 높은 기관이다. 72시간까지, 화합물 I은 대부분의 기관에서 검출되었으나, 대퇴골 및 신장에서는 검출되지 않았다. 대부분의 기관에서의 비율은 최대 4시간까지 계속 증가하였다. 흥미롭게도, 해마 및 뇌에서의 화합물 I의 조직 대 혈장 비율은 투여 후 1, 2 및 24시간부터 유의미하고 연속적으로 증가하였다. 전체 연구 기간 동안, 투여 후 동물에서의 불편함 또는 심혈관 또는 호흡기 장애의 징후는 관찰되지 않았다. 약물 투여 후 7일의 기간 동안 모니터링된 체중의 변화는 없었다.
PK 결과: 본원에 개시된 화합물에 대한 약동학 연구는 전신 혈액 순환에서의 연장된 지속성을 나타냈고, 중증 심장독성, 간독성, 위장 독성 및 호흡기 장애를 나타내는 다른 표준 약물과 비교하여 신독성, 심장독성 및 간독성이 관찰되지 않았다.
요약: 본 개시의 신규 분자는 표준 약물 투여와 비교했을 때 향상된 약동학, 생체분포 및 내약성을 나타냈다. 생체 내 생체 분포 연구는 동물 모델의 종양에서 신규 분자의 축적이 분석된 다른 기관보다 상당히 더 높았다는 것(P < 0.01)을 나타냈다.
급성 경구 독성 연구:
실험 설계: 급성 독성 분석을 경제협력개발기구(Organization for Economic Cooperation and Development, OECD) 지침 423(OECD, 2001a)에 따라 수행하였다. 27 내지 37 g의 체중을 갖는 총 60마리의 마우스를 각각 10마리의 마우스로 이루어진 6개의 실험군으로 무작위로 나누었다(군 당 5마리의 수컷 및 5마리의 암컷). 밤새 공복 후, 화합물 I을 각각 200, 500, 1000, 2000 mg/kg의 단일 투여량으로 경구 섭식으로 각 치료군에 투여하였다. 대조군에게는 동일한 부피의 증류수를 투여하였다. 투여 후, 첫 30분 동안, 그 후 치료 후 2, 4, 6, 10 및 24시간차에 모든 동물의 사망률과 일반 행동의 변화에 대해 개별적으로 관찰하였다. 다양한 투여량을 투여한 후, 활동 저하, 털세움, 호흡 곤란, 떨림 및 경련과 같은 독성의 증상을 평가하였다. LD 50 값은 OECD 지침 423(OECD, 2001a)에 기술된 방법에 따라 결정하였다. 나머지 실험 기간 동안, 14일의 투여 후 기간 동안 적어도 1일 1회 동물 관찰을 수행하였다. 치료 개시 시, 그리고 투여 후 4, 7, 11 및 14일차에 체중을 측정하였다. 14일차에, 마우스를 마취 하에 희생시키고, 육안 검사를 위해 생체 기관(심장, 신장, 폐, 비장 및 간)을 제거하였다.
하위 독성 연구:
실험 설계: 아만성 독성 연구를 화학물질의 시험에 대한 OECD 시험 지침 408(OECD, 2008)에 따라 수행하였다. 170 내지 240 g의 체중을 갖는 총 48마리의 수컷 및 암컷 위스터 랫트를 4개의 군으로 무작위로 나누었다(n = 6마리 수컷 및 6마리 암컷/군). 치료군의 랫트에게 화합물 I을 200, 500, 1000 및 2000 mg/kg/일의 투여량으로 경구 투여하였다. 화합물 I은 28일 동안 매일 10 mL/kg의 체중으로 경구 섭식으로 투여되었다. 대조군의 랫트에게는 동일한 부피의 증류수(비히클)를 경구 투여하였다. 실험 기간 동안, 모든 군의 체중을 주 1회 측정하였다. 또한, 사망률, 행동 패턴의 변화, 신체적 외관의 변화, 및 질병의 증상에 대해 동물을 육안으로 관찰하였다. 치료 기간 종료 시, 모든 랫트는 밤새 (12 내지 16시간) 금식한 다음, 복강내 주사에 의해 우레탄으로 마취시켰다(1 mL/100 g 체중). 혈액(EDTA-2K 코팅 튜브) 및 생화학(건조 튜브) 파라미터의 측정을 위해 혈액 샘플을 수집하였다. 안락사 후, 랫트를 희생시키고, 부검, 장기 중량 측정 및 조직병리학적 검사를 위해 기관을 제거하였다.
소변검사: 치료 기간의 마지막 주에, 모든 랫트군에서 소변 검사를 수행하였다. 신선한 소변을 모든 동물로부터 밤새 채취하여, 비중, pH, 백혈구, 아질산염, 단백질, 포도당, 케톤, 혈액, 우로빌리노겐 및 빌리루빈의 수준을 결정하였다. 자동 소변 분석기 및 테스트 스트립을 사용하여 소변 샘플을 분석하였다.
혈액학 및 혈청 생화학: 혈액학적 조사를 위해, 모든 동물은 밤새 금식하였지만, 물은 자유롭게 섭취할 수 있었다. 그런 다음, 랫트를 마취시키고, 복부 대동맥으로부터 혈액 샘플을 채취하였다. 전혈을 EDTA 튜브(에틸렌디아민-테트라아세트산의 칼륨염을 함유함)에 채취하고 혈액학적 분석을 위해 즉시 처리하였다. 측정된 파라미터는 다음과 같다: 적혈구 수(RBC), 적혈구용적률(HCT), 헤모글로빈(HGB), 평균 적혈구 부피(MCV), 평균 적혈구 헤모글로빈 농도(MCHC), 평균 적혈구 헤모글로빈(MCH), 백혈구 수(WBC), 호중구(NEU), 호산구(EOS), 호염기구(BASO), 림프구(LYM), 및 단핵구(MONO). 자동 혈액 분석기를 사용하여 혈액학적 분석을 수행하였다. 생화학적 파라미터의 측정을 위해, 수집된 혈액을 함유하는 건조 튜브를 5°C에서 15분 동안 3000 rpm으로 원심분리하여 혈청을 수득하였다. 자동 생화학 분석기를 사용하여 혈청 샘플을 분석하였다. 임상 생화학 파라미터는 다음을 포함한다: 총 혈청 단백질(TP), 알부민(ALB), 총 빌리루빈(T-BIL), 알칼리 인산분해효소(ALP), 알라닌 아미노전이효소(ALT), 아스파르테이트 아미노전이효소(AST), 요산(URIC), 요소(UREA), 크레아티닌(CREA), 저밀도 지단백-콜레스테롤(LDL-C), 고밀도 지단백-콜레스테롤(HDL-C), 총 콜레스테롤(TC), 중성지방(TG), 및 포도당(GLU). 칼슘(Ca2+), 나트륨(Na+), 칼륨(K+), 및 염소(Cl-)와 같은 혈청 전해질 또한 결정하였다.
부검 및 장기 중량: 랫트의 모든 군은 육안 부검을 받았으며, 여기에는 흉부 기관, 외부 표면 및 모든 내부 기관에 대한 검사가 포함되었다. 모든 유형의 이상에 대해 생체 기관을 육안으로 주의 깊게 검사하였다. 그 후, 심장, 간, 신장, 위, 폐, 비장, 부신, 흉선, 부고환, 고환, 자궁 및 난소를 포함하는 다양한 기관을 외과적으로 제거하고, 얼음-냉각 식염수 용액으로 세척하고, 흡수지 위에 놓은 다음, 칭량하였다(그램 단위의 절대 기관 중량). 그런 다음, 각 동물의 상대적 장기 중량(ROW)을 다음과 같이 계산하였다: ROW = [절대 기관 중량(g) χ 희생일의 랫트의 체중(g)] Х 100.
조직병리학: 조직병리학적 검사를 위해 주요 기관(폐, 심장, 간, 신장) 및 생식 기관(고환 및 난소)을 제거하였다. 체중 측정 후, 기관을 10% 완충 포르말린(pH 7.4)에 신속하게 고정시켰다. 고정 후, 조직 시편을 등급화된 일련의 에탄올(70 내지 100%)에서 탈수시키고, 톨루엔에서 세척하고, 마지막으로 파라핀에 봉함시켰다. 그 후, 마이크로톰(Leica)을 사용하여 5 μm의 얇은 절편을 제조하고 현미경 검사 전에 헤마톡실린 및 에오신(H & E)으로 염색하였다. 치료군의 기관의 현미경 특징을 대조군과 비교하고, 현미경 사진을 기록하였다.
통계적 분석: 모든 데이터는 평균 ± 표준 편차(SD)로서 표현된다. 대조군과 치료군 간의 통계적 유의성을 일원 분산 분석(ANOVA)으로 결정하고, Dunnett 사후 시험을 수행하였다. Windows용 Graph Pad Prism 버전 6.0을 통계적 분석에 사용하였다. 수컷 및 암컷 군의 데이터 분석은 별도로 수행되었으며, 그 차이는 p < 0.05에서 통계적으로 유의한 것으로 간주되었다.
독성 결과:
일반 징후 및 행동 분석
§ 임상 징후 및 증상은 약물에 의한 장기에 대한 독성 효과를 모니터링하기 위한 중요한 관찰사항이다(Jothy 등, 2011). 본 연구에서, 화합물 I의 특정된 경구 투여량에서의 급성 및 아급성 독성 연구에 대한 암수 동물 모두에서 치료 관련 사망은 관찰되지 않았다.
§ 14일(급성) 및 28일(아급성) 관찰 기간 동안, 동물은 신체 행동, 음식 및 물 섭취에 있어서 유해한 변화를 나타내지 않았다.
§ 두 군 모두(급성 및 아급성 독성)의 모든 동물에서 육안적 또는 거시적 이상은 관찰되지 않았다. 따라서, 약물의 치사량 중앙값(LD50)은 2,000 mg/kg을 초과하는 것으로 간주될 수 있다.
§ 글로벌 조화 분류 시스템(Globally Harmonised Classification System, GHS)에 따르면, LD50 > 2,000 mg인 물질은 비교적 안전한 물질로 간주된다(Miyagawa, 2010). 따라서, 화합물 I은 GHS에 따라 카테고리 5로 분류될 수 있다.
화합물 I이 체중 및 장기 중량에 미치는 효과(도 28a 내지 도 28e)
§ 잠재적 독성 약물에 노출되면 랫트의 체중 증가가 급격히 감소하게 된다(Teo 등, 2002). 체중 및 상대적인 기관 중량의 변화는 실험 동물에서의 독성 및 건강 평가의 지표이다(Piao 등, 2013).
§ 대조군 및 치료된 랫트의 체중은 도 28d 및 도 28e에 도시되어 있다. 본 연구에서, 각 투여량 군의 모든 랫트는 실험 기간 동안 지속적인 체중 증가를 나타냈으며, 이는 화합물 I이 급성 및 아급성 독성 군 모두에서 체중에 대한 유해한 효과를 유도하지 않았다는 것을 나타낸다.
§ 또한, 치료군과 대조군 간의 비교시 체중 증가율의 유의한 차이는 나타나지 않았다.
상대적 장기 중량(ROW)
§ 두 검사 모두의 간, 뇌, 신장, 심장, 비장의 상대적 장기 중량(ROW)을 나타냈다. 대조군에 대해 평가했을 때, 대조군과 치료군의 ROW 간의 차이는 통계적으로 중요하다.
§ 모든 장기에서 유의미한 변화가 관찰되지 않았기 때문에, 화합물 I의 투여는 필수 장기에 대한 어떠한 유해 효과도 유도하지 않았음을 확증할 수 있다.
화합물 I이 음식 및 물 섭취에 미치는 효과
§ 도면은 아급성 치료군에서의 음식 및 물 섭취에 대한 화합물 I의 효과를 도시한다.
§ 28일 동안 연구 투여량으로 화합물 I을 1일 1회 투여한 결과, 대조군과 비교했을 때, 음식 및 물 섭취에 있어서 유의미한 변화가 없었다(P > 0.05).
혈액학적 파라미터에 대한 화합물 I의 효과(도 28f 내지 도 28i).
§ 혈액학적 파라미터는 약물에 의해 유도된 독성을 확증하는 데 중요한 역할을 한다(Peterino 및 Argentino-Storino, 2006). 실험실 동물을 대상으로 한 실험으로부터 데이터가 번역될 경우, 혈액 파라미터의 변화는 인간 안전성 평가에 대한 우수한 예측 평가를 제공한다(Olson 등, 2000). 혈액학적 파라미터의 평가는 개체의 건강 상태를 결정하는 데 매우 중요하다.
§ RBC, WBC, PCV, MCH, 및 MCHC에 대한 기준 값은, 각각 7 내지 10 Х 10^6/μl, 6 내지 18 Х 10^3/μl, 35% 내지 64%, 14.3 내지 19.5 pg, 및 26.2 내지 40 g/dl이다. 현재 조사에서, WBC, RBC, PCV 및 치료군의 헤모글로빈과 같은 두 군(급성 및 아급성 독성 연구) 모두의 혈액학적 파라미터의 평균 값은 대조군과 비교했을 때 유의미하게 변하지 않았다(Loha 등, 2019).
§ 이러한 결과는 화합물 I이 빈혈 또는 다른 이상과 같은 병태를 초래할 수 있는 임의의 독성 물질을 갖지 않을 수 있다는 것을 시사한다.
§ WBC 방출 증가는 스트레스의 주목할 만한 바이오마커이며, 박테리아 감염, 백혈병 및 출혈과 같은 일부 염증성 병태에 대해 신체를 보호하는 데에도 도움을 준다.
§ 이 연구로부터 얻은 결과는 화합물 I이 대조군 대비 임의의 투여량에서 WBC 계수의 수준, 또는 호중구, 림프구, 단핵구 및 호산구를 포함하는 이들의 아형의 계수의 수준에 있어서 어떠한 유의미한 변화도 야기하지 않았다는 것을 나타냈다. 이는 화합물 I이 비독성임을 시사한다.
생화학적 파라미터에 대한 화합물 I의 효과(도 28l 내지 도 28q)
§ 생화학적 평가는 간 및 신장 기능에 대한 약물의 안전성을 평가하는 데 매우 중요하다. 대조군 및 치료군의 생화학적 파라미터에 대한 데이터는 도 28l 내지 도 28q에 제시되어 있다. 이 연구에서, 급성 및 아급성 연구군의 측정된 모든 생화학적 파라미터는 유의미한 변화를 나타내지 않았다.
§ 현재 연구에서, 아미노전달효소(ALAT 및 ASAT)의 효소 활성을 측정함으로써 화합물 I의 잠재적 간독성을 평가하였다 - 도 28l 및 도 28m 참조.
§ 아미노전달효소(ALAT 및 ASAT) 활성의 비정상적인 증가는 빈번하게 간독성과 연관될 수 있다[Fortson 등, 1985].
§ 본 결과는 최대 투여량(2000 mg/kg 체중)까지의 치료군의 생화학적 파라미터가 대조군과 비교했을 때 직접적으로 영향을 받지 않았다는 것을 나타냈다(p > 0.05).
§ 이러한 결과는 유사한 용량을 투여한 마우스에서 임상 증상이나 행동 변화가 발생하지 않은 급성 독성의 결과와 일치하였다.
§ 그러나, 대조군과 비교했을 때, 치료군의 아미노전달효소의 활성에 대한 효과는 없다(p > 0.05).
§ 동물의 암수 모두에서의 200, 500, 1000 및 2000 mg/kg의 투여량에서 AST, ALT, ALP 활성의 혈장 수준의 미미한 변화는 화합물 I이 간 손상을 야기하지 않는다는 것을 명백히 나타낸다.
신장 기능 시험(도 28j 및 도 28k)
§ 또한, 요소 및 크레아티닌 농도를 측정함으로써 약물에 의해 유도된 잠재적 독성 효과에 대해 신장 기능을 평가하였는데, 이는 이들 파라미터의 임의의 유의미한 변화가 유도된 내인독성과 연관될 수 있기 때문이다[Mukinda 등, 2010; Gnanamani, A 등, 2008].
§ 체내 크레아티닌, 전해질, 요소 및 요산의 정체는 신장 손상의 지표이다. Na+, K+, Cl- 및 Mg2+와 같은 일부 전해질 수준의 변화 또한 신장 손상의 징후일 수 있다.
§ 본 결과는, 대조군과 비교했을 때, 랫트의 암수 모두에서의 모든 투여량에서 크레아티닌, 전해질, 요소 또는 요산의 수준에 유의미한 차이가 없다는 것을 규명했고, 또한, 화합물 I이 혈청 전해질(Na+, Ca2+, Mg2+ 및 Cl-)에 영향을 미치지 않는다는 것을 규명하였다. (도 28j 및 도 28k).
§ 또한, 대조군과 비교했을 때, 총 단백질, 알부민, 접합 빌리루빈 및 빌리루빈의 수준에 있어서 유의미한 차이는 없었다.
§ 이는, 신장 기능에 변화가 없었으므로, 이들 투여량에서의 화합물 I의 안전성을 추가로 뒷받침한다.
조직병리학적 연구(도 29a 및 도 29b)
§ 랫트의 암수 둘 모두로부터의 간, 신장, 췌장, 심장, 폐, 위 및 생식 기관의 기관 샘플에 대한 조직병리학적 분석을 치료 기간의 마지막 날에 수행하였고, 이들 조직 중 몇몇에 대한 결과를 도 29a 및 도 29b에 도표화하였다.
간:
§ 수컷 간의 다수의 절편은 화합물 I 치료군에서 정상 문맥 삼각근, 정현파 공간 및 중심 정맥계를 갖는 정상 간세포를 나타냈다.
§ 치료군으로부터의 암컷 랫트 간의 절편은 정상 간세포를 갖는 거의 정상인 세포 구조를 나타냈다. 간문맥 정맥, 소엽간 담관 및 간 동맥 분지를 포함하는 문맥 삼각근의 정상적인 외관 또한 존재하였다. 대조군의 랫트의 암수 모두의 간 절편은 정상 간 구조를 나타냈다.
신장:
§ 치료군의 랫트의 암수 모두의 신장 생검으로부터 수득된 다수의 절편은 사구체, 세관, 장 및 혈액 소포의 거의 정상적인 크기 및 형태를 나타냈다.
§ 화합물 I 치료군에 대한 급성 요세관 괴사 및 사구체 변화의 강력한 증거는 없었다. 대조군 랫트의 암수 모두의 신장 생검 절편은 정상 소견을 나타냈다.
췌장(미도시):
§ 랫트의 암수 둘 모두의 췌장의 절편은 대조군 치료군에서 정상적인 구조를 나타낸 반면, 화합물 I 치료군에서는 췌장 선방 및 섬 모두의 구조에서 이상이 거의 관찰되지 않았다.
심장:
§ 랫트의 암수 둘 모두로부터 채취한 심장의 절편은 대조군 랫트뿐 아니라 화합물 I로 치료한 랫트에서도 정상으로 보였지만, 수컷 랫트에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았다.
폐(미도시):
§ 랫트의 암수 둘 모두에서, 대조군 치료군에서의 폐의 다수의 절편은 정상적인 세포 구조, 폐포 및 림프관을 나타냈다. 화합물 I 치료군에서는 랫트의 암수 둘 모두에 대해 림프구 침윤이 관찰되지 않았다.
위(미도시):
§ 랫트의 암수 둘 모두로부터의 위 절편은 대조군 치료군에서 정상 소견을 나타냈다. 화합물 I 치료군에서, 암컷 랫트는 정상 점막, 점막하, 근육 외반 및 장막을 갖는 정상 세포 구조를 나타낸 반면, 수컷 랫트는 폴립 형성 또는 과형성 변화가 없는 정상 세포 구조를 나타냈다.
생식 기관(미도시):
생식 기관. 즉 수컷의 고환 및 암컷의 난소의 절편은 대조군 및 화합물 I 치료군 둘 모두에 대해 정상적인 병리를 나타냈다.
실시예 17: 화합물 I의 투여 후 COVID-19 환자의 예상 회복
투여량: 7일에 걸쳐 250 mg의 화합물 I, B.I.D.의 PO 투여
01일차:
경구로 생체 이용 가능한 약물인 화합물 I은 장에서 흡수되어 신체 전체에 분포된다. 이는 SARS-CoV-2 바이러스 진입을 표적으로 하고, 복제 및 단백질 분해 프로세스를 억제하며, 바이러스의 숙주 세포 내로의 단백질 생성 조직을 정지시킨다.
02일차:
화합물 I은, 면역조절제로서 작용하고, 항염증성 사이토카인 및 인터페론의 생성을 증가시키고, 숙주 세포에서 리소좀 활성을 억제함으로써 신체 자체의 면역계를 자극하며, 이는 바이러스 감염에 대항하여 표적화한다. 순환하는 IL-6의 수준의 증가된 수준은 감소할 것이며, 이는 폐 탄력의 조절된 수준 및 더 심각한 기관지폐포 염증으로부터의 보호와 연관된다.
03일차:
유도된 면역 반응은 추가적인 바이러스 복제를 억제하고, 호흡기로부터 바이러스 제거를 촉진하고, 조직 복구를 유도하고, 바이러스에 대한 연장된 적응 면역 반응을 유발하며, 이는 질병 진행을 감소시킨다. 치료 후, 말초 림프구가 증가하고, C-반응성 단백질이 감소하고, 과활성화된 사이토카인 분비 면역 세포(CXCR3+CD4+ T 세포, CXCR3+CD8+ T 세포, CXCR3+ NK 세포)는 3 내지 5일 이내에 감소하게 되며, 이는 SARS-CoV-2에 의해 유도된 사이토카인 스톰을 감소시킨다.
04 내지 06일차:
종합적으로, 화합물 I을 사용한 치료는, 호흡기 점막을 침입하고 다른 세포를 감염시키는 SARS-CoV-2 바이러스 입자를 억제하며, 이는 COVID-19 환자의 중요한 병태와 연관이 있을 수 있는 일련의 면역 반응 및 신체 내 사이토카인 스톰의 생성을 유발한다. 환자의 폐 기능 및 증상은 화합물 I의 투여 후 4 또는 5일 이내에 개선될 것이며, SARS-CoV-2에 대한 과도한 면역 반응에 의해 야기되는 폐 손상을 감소시킬 수 있다.
요약
화합물 I은 SARS-CoV와 같은 유사한 코로나바이러스로부터의 다수의 주요 단백질에 대해 유의미한 억제 효과를 나타냈다(도 22). 이 화합물은 프로테아제 ACE-2 수용체 및 바이러스 복제 단백질 Nsp15를 포함하는 바이러스 효소를 억제함으로써, 숙주 세포 내에서의 바이러스의 감염 및 복제를 크게 감소시킨다. 추가로, 마우스를 대상으로 한 생체 내 연구는 투여 후 9개월차 후, 질병의 재발 없이, 동물의 정상 세포 및 건강한 정상 기능에 대한 독성을 나타내지 않는다. 이론에 구속되지 않고, 본 발명의 분자는 CD4+ 헬퍼 T 세포 및 CD8+ 세포독성 T 세포를 활성화하고 바이러스 감염으로부터 보호하기 위해 신체 내에서 면역 반응을 생성하는 능력을 갖는 것으로 여겨진다.
또한, SARS-CoV-2의 투여량 의존성 불활성화는 화합물 I에 대한 직접 노출 시 관찰되었으며, 1 μM에서 50% 감소(IC50)가 달성되었다. 종합하면, 본 데이터는 CoV의 치료를 위한 화합물 I의 추가 개발을 지지하고, 복제의 중요한 양태를 밝힐 수 있는 CoV 복제 복합체와 화합물 I의 상호작용의 신규 메커니즘을 시사한다. 전술한 바와 같이, 약동학 연구는 경구 투여 또는 정맥내 주사 후 상이한 시간 간격으로 화합물 I의 농도를 조사하였다. 조직 분포에서, 화합물 I은 주로 심장, 폐, 간 및 다른 기관에 집중되는 것으로 밝혀졌다. 위장관에서, 상당한 양의 화합물 I이 위에 축적되었고, 이는 화합물 I이 위 조직을 통해 흡수되어 전신에 분포될 수 있음을 시사한다. 또한, 2% 미만의 화합물 I이 소변 또는 대변으로 배설되었고, 이는 화합물 I의 대략 98%가 필수 기관에 흡수되거나 분포되었음을 나타낸다. 종합적으로, 현재 결과는 화합물 I의 생체 내 생물학적 작용에 대한 보다 완전한 이해를 제공할 것이다.
전술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 구현예가 예시의 목적으로 본원에 기술되었으며, 본 개시의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본원에 개시된 다양한 구현예는 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 진정한 범위 및 사상은 다음의 청구범위에 의해 표시된다.

Claims (40)

  1. 만성 장애를 앓고 있는 대상체를 치료하기 위한 신규 항암 및 항바이러스 활성을 나타내는 화합물로서, 화학식 1A에 따른 구조,
    Figure pct00042

    화학식 1A
    또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
    식 중:
    R1은 H, OH, 또는 알콕시이고;
    R2는 알콕시, 또는 OH이고;
    R3은 알콕시 또는 OH이고;
    X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환되고;
    Y는 H 또는 알킬이고;
    X는 R2에 대해 오르쏘(Ortho) 위치에 있거나, R1에 대해 파라(Para) 위치에 있는, 화합물.
  2. 제1항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 -OH이고;
    R3은 C1-C3알콕실이고;
    X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐이고;
    Y는 C1-C3 알킬인, 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 화학식 1의 구조,
    Figure pct00043

    화학식 1
    또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
    식 중:
    R1은 H, 알콕시, 또는 OH이고;
    R2는 알콕시 또는 OH이고;
    R3은 알콕시 또는 OH이고;
    X는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, 또는 아랄킬 사슬이되, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, OH, =NH, 또는 옥소기로 독립적으로 치환되는, 화합물.
  4. 제3항에 있어서, X는:
    (i) 옥소, -OH, 및 C1-C3 알콕시로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 4개의 치환기로 치환된 C6-C10 알케닐;
    (ii) 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C8-C12 알케닐;
    (iii) 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐;
    (iv) 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C2-C6 알케닐;
    (v) =NH로 치환된 C1-C6 알킬;
    (vi) -OH로 치환된 C2-C3 알케닐;
    (vii) 옥소 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C8-C12 알케닐기; 및
    (viii) C6-C8 알킬 및 C6 아릴을 포함하는 아랄킬이되, 여기에서 알킬은 옥소로 치환되고 아릴은 2개의 알콕시기로 치환되는, 화합물.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 옥소, -OH, 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C6-C10 알케닐인, 화합물.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 옥소 및 C1-C3 알콕시로 치환된 C8-C12 알케닐인, 화합물.
  7. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 OH이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐인, 화합물.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 C1-C3 알콕시이고;
    R2는 OH이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 2개의 옥소기로 치환된 C4-C8 알케닐인, 화합물.
  9. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 OH이고;
    R3은 OH이고;
    X는 =NH로 치환된 C1-C6 알킬인, 화합물.
  10. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 OH이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 OH로 치환된 C2-C3 알케닐인, 화합물.
  11. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 옥소 및 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환된 C8-C12 알케닐인, 화합물.
  12. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    R1은 OH이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    X는 C6-C8 알킬 및 C6 아릴을 포함하는 아랄킬이며, 여기에서 알킬은 옥소로 치환되고 아릴은 2개의 C1-C3 알콕시기로 치환되는, 화합물.
  13. 제1항에 있어서, 화학식 2의 구조,
    Figure pct00044

    화학식 2
    또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
    식 중:
    R1은 H 또는 OH이고;
    R2는 알콕시 또는 OH이고;
    R3은 알콕시 또는 OH이고;
    R4는 C1-C15 알킬, C2-C15 알케닐, 아랄킬이며, 이들 각각은 적어도 하나의 알콕시, -OH, 또는 옥소로 치환되는, 화합물.
  14. 제13항에 있어서, R4는 다음으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 화합물:
    Figure pct00045
    ,
    Figure pct00046
    ,
    Figure pct00047
    ,
    Figure pct00048
    , 및
    Figure pct00049
    .
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 OCH3이고;
    R3은 OCH3이고;
    R4는
    Figure pct00050
    인, 화합물.
  16. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 OCH3이고;
    R3은 OCH3이고;
    R4는
    Figure pct00051
    인, 화합물.
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    R1은 OH이고;
    R2는 OCH3이고;
    R3은 OCH3이고;
    R4는
    Figure pct00052
    인, 화합물.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    R1은 OH이고;
    R2는 OCH3이고;
    R3은 OCH3이고;
    R4는
    Figure pct00053
    인, 화합물.
  19. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 OCH3이고;
    R3은 OCH3이고;
    R4는
    Figure pct00054
    인, 화합물.
  20. 제1항에 있어서, 화학식 3의 구조,
    Figure pct00055

    화학식 3
    또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
    식 중:
    R1은 H, 알콕시, 또는 OH이고;
    R2는 알콕시 또는 OH이고;
    R3은 알콕시 또는 OH이고;
    R5는 C1-C12 알킬 또는 C2-C12 알케닐이며, 이는 =NH 및 옥소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개, 또는 2개의 치환기로 독립적으로 치환되는, 화합물.
  21. 제20항에 있어서,
    R1은 H이고;
    R2는 OH이고;
    R3은 OH이고;
    R5는 =NH이되,
    R5는 R2에 대해 오르쏘 위치에 있는, 화합물.
  22. 제20항에 있어서,
    R1은 -OC2H5이고;
    R2는 OH이고;
    R3은 -OCH3이고;
    R5는
    Figure pct00056
    이되,
    R5는 R1에 대해 파라 위치에 있는, 화합물.
  23. 제1항에 있어서, 화학식 4의 구조,
    Figure pct00057

    화학식 4
    또는 이의 임의의 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 또는 이의 조합을 가지며,
    식 중:
    R1은 OH이고;
    R2는 C1-C3 알콕시이고;
    R3은 C1-C3 알콕시이고;
    R6은 C(CH2)OH인, 화합물.
  24. 제23항에 있어서,
    R1은 OH이고;
    R2는 OCH3이고;
    R3은 OCH3이고;
    R6은 C(CH2)OH인, 화합물.
  25. 제1항 내지 제24항 중 한 항의 화합물, 및 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는, 약학적 조성물.
  26. 만성 장애의 치료를 필요로 하는 환자에서 만성 장애를 치료하는 방법으로서, 제1항 내지 제24항의 화합물 또는 제25항의 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 만성 장애는, 급성 림프모구성, 급성 림프모구성 백혈병, 급성 림프구성 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 급성 골수 백혈병, 부신피질 암종, AIDS 관련 림프종, 항문암, 맹장암, 기저 세포 암종, 방광암, 뇌암, 뇌간 신경교종, 유방암, 기관지 선종/카르시노이드, 버킷 림프종, 카르시노이드 종양, 소뇌 또는 대뇌 별아교세포종, 자궁경부암, 담관암종, 연골육종, 만성 림프모구성 또는 만성 림프구성 백혈병, 만성 골수성 또는 만성 골수 백혈병, 만성 골수 증식성 장애, 대장암, 피부 T-세포 림프종, 데스모플라스틱 소원형 세포 종양, 자궁내막 자궁암, 뇌실막세포종, 식도암, 유잉 육종, 두개외 생식 세포 종양, 성선외 생식 세포 종양, 간외 담관암, 담낭암, 위(위장)암, 위장관 카르시노이드 종양, 위장 기질 종양(GIST), 임신성 융모성 종양, 뇌간 신경교종, 털 세포 백혈병, 두경부암, 심장암, 간세포(간)암, 호지킨 림프종, 하인두암, 시상하부 및 시각 경로 신경교종, 안구 내 흑색종, 섬세포 암종, 카포시 육종, 후두암, 백혈병, 입술 및 구강암, 지방육종, 림프종, 남성 유방암, 악성 중피종, 수모세포종, 흑색종, 메르켈 세포 피부 암종, 중피종, 전이성 편평 경부암, 구강암, 다발성 내분비샘 종양 증후군, 다발성 골수종, 다발성 골수종/혈장 세포 신생물, 균상식육종, 골수이형성/골수증식성 질환, 비강 및 부비동암, 비인두 암종, 신경아세포종, 비호지킨 림프종, 비흑색종 피부암, 비소세포 폐암, 희소돌기아교세포종, 경구암, 구강인두암, 골육종 및 악성 섬유성 조직구종, 난소암, 난소 생식 세포 종양, 난소 상피암(표면 상피-기질 종양), 난소 저 악성 전위 종양, 췌장암, 부비동암 및 비강암, 부갑상선암, 음경암, 인두암, 크롬친화세포종, 송과체 성상세포종, 송과체 생식세포종, 소아세포종 및 천막상 원시 신경 외배엽 종양, 뇌하수체 선종, 형질 세포 종양, 흉막폐 모세포종, 원발성 암종, 원발성 중추신경계 림프종, 원발성 간암, 전립선암, 직장암, 신장 세포 암종, 신우 및 요관 암종, 망막아종, 횡문근육종, 침샘암, 시자리(Sezary) 증후군, 소세포 폐암, 소장암, 연조직 육종, 편평 세포 암종, 위장암, 천막상 원시 신경 외배엽 종양, 고환암, 인후암, 흉선종 및 흉선 암종, 갑상선암, 신우 및 요관의 이행 세포암, 요도암, 자궁 육종, 질암, 시각 경로 및 시상하부 신경교종, 외음부암, 발덴스트롬 거대글로불린혈증, 빌름스 종양, 파킨슨병 및 파킨슨 장애, 헌팅톤병, 알츠하이머병, 다발성 경화증, 근위축성 측삭 경화증, 샤이-드래거 증후군, 진행성 핵상 마비, 루이소체 질환, 척추 허혈, 척수 손상, 허혈성 뇌졸중, 뇌경색증, 척수 손상, 및 암 관련 뇌 및 척수 손상, 다발성 경색 치매, 노인성 치매, 다른 인지 장애, 우울증, 손발톱진균증(손발톱의 진균 감염), 치은염 및 치주 질환(잇몸 질환), 비만증, 당뇨병, 바이러스 감염, 또는 KRAS 종양유전자 돌연변이 암인, 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 만성 장애는 암인, 방법.
  29. 제28항에 있어서, 암은 대장암, 전립선암, 유방암, 또는 백혈병인, 방법.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 암은 KRAS 종양유전자 돌연변이를 갖는, 방법.
  31. 제26항 또는 제27항에 있어서, 만성 장애는 바이러스 감염인, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 바이러스 감염은 SARS 또는 COVID-19인, 방법.
  33. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제24항의 화합물 또는 제25항의 약학적 조성물을 투여하는 단계 후, 화학요법제의 유효량을 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  34. 제33항에 있어서, 화학요법제는 도세탁셀, 파클리탁셀, 파조바닙, 엔독손, 에토포시드, 아드리아마이신, 다크로마이신, 아바스틴, 젬시타빈, 시스플라틴 및 옥살리플라틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 제1항 내지 제24항의 화합물 또는 제25항의 약학적 조성물을 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계는 화학요법제를 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계와 연관된 독성 부작용을 감소시키고/감소시키거나 역전시키는, 방법.
  36. 제35항에 있어서, 화학요법제를 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계와 연관된 독성 부작용은 위염, 탈모, 골수 억제, 및 심장 독성 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  37. 제31항 또는 제32항에 있어서, 추가적인 항바이러스제의 유효량을 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  38. 제36항에 있어서, 추가적인 항바이러스제는 클로로퀸 또는 히드록시클로로퀸인, 방법.
  39. 제37항에 있어서, 제1항 내지 제24항의 화합물 또는 제25항의 약학적 조성물을 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계는 클로로퀸 또는 히드록시클로로퀸을 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계와 연관된 독성 부작용을 감소시키고/감소시키거나 역전시키는, 방법.
  40. 제38항에 있어서, 클로로퀸 또는 히드록시클로로퀸을 이를 필요로 하는 환자에게 투여하는 단계와 연관된 독성 부작용은 심혈관 질환, 안구 손상, 경증 또는 중증 기관지 경련, 및 정신 건강 병태 중 하나 이상을 포함하는, 방법.

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