KR20220139708A - 마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 상기 마이토피큐는 결핵균이 감염된 마우스 골수 유래 대식세포에서의 결핵균 수를 감소시키며, 세포독성이 없을 뿐만 아니라, 대식세포 내 미토콘드리아에서의 과산화물 생성량을 증가시킬 수 있는 효과가 있으므로, 결핵의 예방 또는 치료용 의약품에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물{Pharmaceutical composition for preventing or treating tuberculosis disease comprising Mitochondria-targeted redox cycler as effective component}

본 발명은 마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.

결핵(tuberculosis)은 미코박테리움, 특히 결핵균의 감염에 의해 발생하는 전염성 질환으로, 전 세계 인구의 1/3이 결핵균에 감염되어 있는 것으로 추정되며 매년 약 800만 명의 새로운 환자가 발생한다. 대부분의 감염자는 증상이 없으나, 그 중 1/10 정도가 발병하며, 발병 시 적절한 치료를 하지 않으면 그 중 절반 이상이 사망에 이르게 된다.

선진국의 결핵감염률은 0.1% 이하이고, 질병발생률이 25% 이하이다. 우리나라는 활동성 폐결핵 유병률(엑스선 촬영에 의한 유병률)이 1965년 5.1%에서 1995년 1.0%로 감소하였으며, 균 양성 유병률은 0.94%에서 0.22%로, 연간 결핵 감염 위험률은 5.3%에서 0.5%로 감소하였다. 인구 10만 명당 사망률은 1991년 10.4%에서 2001년 6.3명으로 감소하였으나, 아직도 결핵은 10대 사망원인 중의 하나이다.

6개월 단기 치료요법은 일차 항결핵제인 리팜피신(rifampicin), 아이소니아지드(isoniazid), 피라진아미드(pyrazinamide) 및 에탐부톨(ethambutol)을 2개월 동안 병용처방하고, 2개월 후 리팜핀(rifampin), 아이소니아지드(isoniazid) 및 에탐부톨(ethambutol)의 3제를 4개월 동안 처방하는 것이다. 초기 집중치료 2개월 동안 에탐부톨(ethambutol) 대신에 스트렙토마이신(streptomycin)을 사용할 수도 있다. 이 경우 유지치료는 리팜핀(rifampin) 및 아이소니아지드(isoniazid)를 투여한다.

한편, 마이토피큐(Mitochondria-targeted redox cycler; MitoParaquat, MitoPQ)는 미토콘드리아 타겟하는 TPP+(triphenylphosphonium lipophilic cation)에 결합하는 분자로 개발되었으며, 미토콘드리아에 축적되어 복합체 I에서 산화환원 사이클을 통해 과산화물을 생성하는 화합물로 알려져 있으며, 마이토피큐가 파킨슨병과 헌팅턴병에 효과가 있다는 것(Free Radical Biology and Medicine 130 (2019) 318-327)이 개시되어 있고, 미토콘드리아 활성산소종(ROS)을 억제하는 항산화 물질이라는 것(Sci Signal. ; 9(456) 2017 September 29)이 개시되어 있으나, 본 발명의 마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 대하여 개시된 바 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하고, 결핵균을 감염시킨 마우스 골수 유래 대식세포에 마이토피큐를 처리하여 결핵균 수가 감소하며, 세포독성이 없을 뿐만 아니라, 대식세포 내 미토콘드리아에서 과산화물의 생성량을 증가시킬 수 있다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화학식 1로 이루어진 마이토피큐를 유효성분으로 함유하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 인간을 제외한 동물에게 화학식 1로 이루어진 마이토피큐(Mitochondria-targeted redox cycler)를 투여하여 결핵균의 생장을 억제시키는 방법을 제공한다.

본 발명은 마이토피큐를 유효성분으로 포함하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 상기 마이토피큐는 결핵균이 감염된 마우스 골수 유래 대식세포에서의 결핵균 수를 감소시키며, 세포독성이 없을 뿐만 아니라, 대식세포 내 미토콘드리아에서의 과산화물 생성량을 증가시킬 수 있다.

도 1은 20μM의 마이토피큐를 처리한 마우스 골수 유래 대식세포(BMDM) 내 미토콘드리아에서 과산화물 생성량이 증가한 것을 확인한 결과로, (A)는 Mito Sox 레드 시약을 이용한 염색정도를 나타낸 것으로, ①은 아무것도 처리하지 않고, MitoSox 염색하지 않았을 때의 형광값으로 염색이 잘 되었는지를 확인하기 위한 기준 값이며, ②는 아무것도 처리하지 않은 대조군에 MtoSox를 염색한 형광 값이고, ③은 본 발명의 마이토피큐를 처리한 군에 MitoSox 염색하여 확인한 형광값을 나타낸 것이며, (B)는 상기 대조군(UN) 및 본 발명의 마이토피큐를 처리한 군의 ROS 평균 형광값(mean fluorescence intensity, MFI)을 나타낸 히스토그램이다. UN은 음성대조군으로 아무것도 처리하지 않은 것이고, *은 아무것도 처리하지 않은 대조군 대비 마이토피큐(MitoPQ)를 처리한 군에서의 과산화물(ROS) 생성이 통계적으로 유의미하게 증가하였다는 것으로, p<0.05이다.
도 2는 농도별로 마이토피큐를 처리한 마우스 골수 유래 대식세포(bone marrow-derived macrophage)의 세포생존율을 확인한 CCK-8 결과이다. UN은 아무것도 처리하지 않은 음성대조군이며, MitoPQ는 10, 20 및 40μM의 MitoPQ를 처리한 군이다.
도 3은 마우스 골수 유래 대식세포에 결핵균(H37Rv)을 감염시키고, 마이토피큐를 처리한 후, 마우스 골수 유래 대식세포 내 결핵균 수의 감소효과를 확인한 결과이다. Rv 0h는 아무것도 처리하지 않은 마우스 골수 유래 대식세포에 감염된 초기 결핵균 수이고, Rv 24h는 마우스 골수 유래 대식세포에 결핵균을 감염시키고 24시간 후의 결핵균 수이며, Rv+MitoPQ 24h는 마우스 골수 유래 대식세포에 결핵균 감염 및 본 발명의 마이토피큐를 처리하고 24시간 후의 결핵균 수이다. ***는 결핵균을 감염시키고 24시간 동안 배양한 대식세포에서의 결핵균 수 대비 본 발명의 마이토피큐를 처리한 후 24시간 동안 배양한 대식세포에서의 결핵균 수가 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.001이다.

본 발명은 화학식 1로 이루어진 마이토피큐를 유효성분으로 함유하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서, 결핵은 안결핵, 피부결핵, 부신결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선결핵, 후두결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다약제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 마이토피큐는 미토콘드리아 내 과산화물의 생성을 촉진시키는 것이 특징이다.

본 발명의 약학 조성물은 상기 유효성분 이외에 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화 하여 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(Calcium carbonate), 수크로스(Sucrose) 또는 락토오스(Lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(Witepsol), 마크로골, 트윈(Tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 약학 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함되는 유효성분의 농도는 치료 목적, 환자의 상태, 필요기간 등을 고려하여 결정할 수 있으며, 특정 범위의 농도로 한정되지 않는다.

또한, 본 발명은 인간을 제외한 동물에게 하기 화학식 1로 이루어진 마이토피큐(Mitochondria-targeted redox cycler)를 투여하여 결핵균의 생장을 억제시키는 방법에 관한 것이다.

[화학식 1]

이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

실시예 1. 미토콘드리아 내의 과산화물 생성 증가

마우스 골수 유래 대식세포(BMDM)에 20μM의 마이토피큐를 24시간 동안 처리하고, 살아 있는 세포의 미토콘드리아를 표적하는 MitoSOX 레드 시약을 이용하여 과산화물 생성 정도를 확인하였다.

그 결과, 도 1에 개시한 바와 같이, 아무것도 처리하지 않은 군(UN) 대비 본 발명의 마이토피큐를 처리한 군의 과산화물(ROS) 생성이 통계적으로 유의미하게 증가하였다.

실시예 2. 마이토피큐 처리에 따른 대식세포의 세포생존률 확인

마우스 골수 유래 대식세포(BMDM)에, 10, 20 및 40μM의 마이토피큐를 24시간 동안 처리하고, CCK-8 어세이를 통해 세포생존율을 확인하였다.

그 결과 도 2에 개시한 바와 같이, 본 발명의 마이토피큐를 40μM의 농도까지 처리하여도 세포 독성이 나타나지 않아 세포생존율이 유지되는 것을 확인하였다.

실시예 3. 결핵균이 감염된 대식세포에 마이토피큐를 처리한 후의 결핵균 감소 효과 확인

마우스 골수 유래 대식세포(BMDM)에, 결핵균(H37Rv)을 3시간 동안 감염시킨 후 결핵균 수를 측정하였다.

그 결과, 도 3에 개시한 바와 같이 아무것도 처리하지 않은 군의 결핵균 수 대비 본 발명의 마이토피큐를 처리한 군의 결핵균 수가 현저하게 감소한 것을 확인하였다.

Claims (4)

1. 하기 화학식 1로 이루어진 마이토피큐(Mitochondria-targeted redox cycler)를 유효성분으로 함유하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
   [화학식 1]
   

   
2. 제1항에 있어서, 상기 마이토피큐는 미토콘드리아 내 과산화물의 생성을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결핵의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
4. 인간을 제외한 동물에게 하기 화학식 1로 이루어진 마이토피큐(Mitochondria-targeted redox cycler)를 투여하여 결핵균의 생장을 억제시키는 방법.
   [화학식 1]
   

   

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