KR20230069305A - 대사항암제를 포함하는 항암용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다. 발명에 따른 조성물은 과량으로 사용해야만 하는 문제점을 가진 특정 약물들을 적절히 조합하여 상승적 항암 효과를 나타내어 적은 양으로도 암세포를 사멸시키고 효과적으로 암을 치료할 수 있다. 더욱이 본 발명의 조성물은 정상 세포에서 독성을 나타내지 않으면서 암세포 특이적으로 독성효과를 나타내어 부작용 없이 암세포만을 사멸시킬 수 있으므로 항암제 및 암의 예방 또는 개선을 위한 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

대사항암제를 포함하는 항암용 조성물{Anticancer composition comprising cancer metabolism regulator}
본 발명은 글루타미나제 억제제; 비구아나이드계 화합물; 2-데옥시-D-글루코스; 및 이노시톨계 화합물을 포함하고, 선택적으로 면역 체크포인트 억제제를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물, 이를 이용한 치료 방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
단일 개체로 간주할 경우 암은 전 세계적으로 두 번째로 큰 사망 원인이 되었다. 암 치료 비용은 모든 국가의 의료 예산에 대한 요구가 증가함에 따라 급증하고 있다. 암세포는 정상 세포와 매우 다른 대사를 가지고 있는데 정상세포보다 신진대사가 높아져 더 높은 증식 속도를 유지하고 일부 세포 사멸 신호에 저항할 수 있다.
암 발병에서 세포 대사의 중요성은 바르부르크(Warburg)가 종양 세포가 정상 세포보다 향상된 해당 활성을 나타낸다는 것을 발견했을 때 초기에 관찰되었다. 현재 “바르부르크 효과”로 알려진 이 현상은 최근 새로운 치료 표적 및 새로운 암 약물의 발견에 집중적인 노력의 초점이 되었다. 그러나 암세포는 단순히 해당 경로에서 많은 반응을 촉진하기 위해 해당 경로에서 효소의 발현을 상향 조절함으로써 대사에서 해당 활성을 향상시키지 않는다.
그들은 대부분의 정상 세포에서와 같이 미토콘드리아에서 비교적 낮은 해당 분해 속도에 이어 피루브산의 산화에 의한 것이 아니라 높은 속도의 해당작용 후 세포질에서 젖산 발효에 의해 주로 에너지를 생산하는 것으로 관찰되었다. 전자는 산소를 사용하지 않는 혐기성, 후자는 산소를 사용하는 호기성이다.
암세포 대사의 이러한 전환은 산소가 풍부하더라도 발생한다. 포스포에놀피루브산이 피루브산 키나아제 효소에 의해 촉매되는 피루브산으로의 전환이 가속화되지 않고 오히려 암세포에서 약화되기 때문에 암세포 대사에서 이러한 전환이 발생한다는 사실이 발견되었다(Christofk et al., Nature 2008;452:230-233).
호기성 조건에서 암세포가 신체의 대부분의 다른 세포가 선호하는 훨씬 효율적인 산화적 인산화 경로보다 해당 과정을 통한 대사를 선호하는 경향이 있음을 나타낸다 (Alfarouk et al., Oncoscience 2014;12:777-802). 종양 세포에서, 해당과정의 마지막 생성물인 피루브산은 젖산으로 전환된다 (Alfarouk et al., J ENZYM INHIB MED CH. 2016;31:859?866).
최근 암세포의 신진 대사와 성장에 중요한 세포 신호 전달 경로를 표적으로 하는 항암 치료법을 개발하는 데 현재 많은 관심의 대상이 되고 있는데 암세포의 대사에 관여하는 대표적 약물에는 비구아나이드(biguanide) 계열 화합물인 메트포르민(Metformin)과 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)가 있다 (Wokoun et al., Oncol Rep. 2017;37:2418-2424).
항고혈당제로서 메트포르민은 수십 년 동안 제2형 당뇨병의 첫 번째 치료제로 사용되고 있다. 항당뇨병 치료제로서의 메트포르민의 광범위한 사용에도 불구하고, 2001년에 포유류에서 잠재적인 항암 효과가 처음 보고되었다. 또한, 메트포르민으로 치료한 제2형 당뇨병 환자의 암 위험 감소에 대한 첫 번째 보고서는 불과 10 년 전에 발표되었다. 그 이후로 많은 논문에서 메트포르민은 난소암을 비롯한 여러 암세포주 및 이종 이식 동물 또는 형질 전환 쥐에서 일관된 항증식 작용을 나타냈다. 대사와 관련하여 메트포르민은 복합 I 및 ATP synthase 억제제의 새로운 부류로 밝혀졌으며, 미토콘드리아에 직접 작용하여 호흡을 제한하여 에너지를 비효율적으로 만들고 구연산 순환을 통해 포도당 대사를 감소시킨다 (Andrzejewski et al., Cancer Metab. 2014;2:12-25).
2-데옥시-D-글루코스는 해당 과정에 대한 종양 세포의 의존성 때문에 잠재적인 항암제로 간주되어 왔다. 2-데옥시-D-글루코스는 글루코스 유사체로, 글루코스 전달체에 의해 쉽게 흡수될 수 있고, 해당 작용의 경쟁적 억제제로서 작용하여 ATP 생산을 감소시켜 고형 종양에서 카스파제-3의 활성화를 통해 세포 사멸을 유도한다 (Zhang et al., Cancer Lett. 2014;355:176-183).
일반적으로 사용되는 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스의 용량으로는 암을 충분히 치료하기엔 부족하고, 고용량 치료 시 이상 반응이 나타날 수 있다는 한계점을 가지고 있다 (Raez et al., Cancer Chemother Pharmacol. 2013;71:523?530). 정(Cheong) 등이 연구한 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스의 병용 치료가 유방암 세포주에 효과가 있음을 나타내었으나, 이는 사람의 인체 내에서 견딜 수 있는 농도 또는 혈장 내 투여 가능한 농도보다 높았다 (Cheong et al., Mol Cancer Ther. 2011;10:2350-2362). 다른 논문에서는 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스의 조합이 인간의 혈장에서 사용 가능한 농도보다 높은 메트포르민 농도를 사용하여 전립선암 세포에서 성공적으로 테스트되었다 (Ben Sahra et al., Cancer Res. 2010;70:2465-2475). 이는 임상적으로 유효한 항암제인 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스가 생체 내에서 합리적으로 달성할 수 있는 범위 내에서 그 치료 농도를 낮추는 것이 바람직함을 시사한다. 이것은 종양 선택 전달을 위한 전략뿐만 아니라 병용 요법을 개발할 필요성을 시사한다 (He et al., J CONTROL RELEASE. 2015;219:224-236).
한편, 독특한 효소 메커니즘을 통해 생성된 피루브산은 일반적으로 구연산 회로에 들어가는 구연산염 합성을 위해 아세틸-CoA가 아니라 주로 젖산으로 전환된다. 해당과정은 암세포에서 강화되기는 하지만 더 이상 생합성 전구체의 공급원이 아니다. 해당 경로의 변경을 수용하기 위해 암세포는 특히 피루브산으로부터의 입력 손실을 감안할 때 시트르산 순환을 유지하기 위해 글루타민 대사의 증가된 속도로 이동한다(Erickson et al., Oncotarget. 2010;1:734-740). 이처럼 포도당 이외에도, 암세포의 에너지 생성, 생합성 및 세포 항상성에서 글루타민에 대한 중요한 역할을 보여준다(Altman et al., Nat Rev Cancer. 2016;16:619-634).
증가된 글루타민 대사로의 이동은 미토콘드리아 막 효소인 글루타미나아제에 의해 촉매되는 세포질의 글루타민이 미토콘드리아에서 글루타메이트로 전환되는 가속화를 통해 발생한다. 글루타메이트는 이후에 글루타메이트 탈수소효소 또는 글루타메이트 옥살로아세테이트 아미노트랜스퍼라제에 의해 α-케토글루타레이트로 전환된다(Emadi et al., Exp. Hematol. 2014;42:247-251).
암세포에서 증가된 글루타민 대사의 결과는 시트르산 회로를 위한 α-케토글루타레이트 생성이 증가하는 것이다. 이 결과는 글루타티온, 지방산 및 뉴클레오티드를 생성하는 시트르산 회로에 탄소를 제공하고 헥소사민, 뉴클레오티드 및 많은 비필수 아미노산을 생성하기 위해 질소에 기여하기 때문에 암세포에 매우 중요하다(Xiang et al., J. Clin. Invest. 2015;125:2293-2306).
암세포는 글루타민 대사에 의존하며 이러한 의존성은 암세포가 외인성 수준의 글루타민에 매우 민감하게 만드는 것으로 나타났다(Abdel-Magid et al., ACS Med. Chem. Lett. 2016;7:207-208).
이처럼 글루타민분해를 표적으로 하는 가장 직접적인 접근은 글루타민의 글루타메이트로의 가수분해를 촉매하는 글루타미나제의 억제이다. 글루타미나제를 억제하면 글루타메이트 합성을 차단하여 α-케토글루타레이트가 TCA 회로를 공급하는 것을 방지함으로써 암세포를 굶길 수 있다.
글루타미나제 억제제로서는 비스-2-(5-페닐아세트아미도-1,3,4-티아디아졸-2-일)에틸 설파이드(Bis-2-(5-phenylacetamido-1,3,4-thiadiazol-2-yl)ethyl sulfide; BPTES), BPTES와 구조적으로 관련이 있는 CB-839, Compound 968(화합물 968), JHU083 등은 시험관 내 암세포 성장을 억제하고 생체 내 종양 성장을 늦추는 것으로 입증되었다(Zhang et al., Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2016;2016:1616781; Robinson et al., Biochemical Journal, 2007;406(3):407-414; Elgadi et al., Physiological Genomics, 1999;1(2):51-62)
임상 시험에 들어간 유일한 글루타미나제 억제는 CB-839로 상업적으로 Telaglenastat로 불린다. CB-839는 2019년 3월 진행성 RCC(NCT02071862) 환자에 대한 1상 임상 시험을 완료하고 2020년에 비소세포 폐암(NCT04265534) 환자에 대한 2상 임상 시험을 진행하였다. 임상 데이터는 공개되지 않았지만 혈액 종양(NCT02071888) 및 백혈병(NCT02071927)에 대한 1상 시험이 완료되었다.
이와 같이 포도당 및 글루타민 대사를 동시에 표적으로 하여 종양 성장을 어느 정도 감소시킬 수 있으나 혈관신생 및 전이 억제의 한계점이 있는 단점이 있다.
한편, 이노시톨 헥사포스페이트와 이노시톨은 대부분의 곡물, 종자, 콩과 식물에 다량 함유되어 있으며 포유동물 세포에도 존재하는 자연 유기인 화합물이며, 인산염이 적은 인산염 형태(IP1-5)와 함께 존재한다. 이노시톨 헥사포스페이트는 다양한 세포의 신호 전달, 세포 증식 및 분화와 같은 중요한 세포 기능을 조절에 중요한 역할을 하며, 천연 항산화 물질로 인정받고 있다 (Shamsuddin et al., J Nutr. 2003;133:3778S-3784S).
최근 이노시톨 헥사포스페이트는 암 예방과 실험 종양의 성장, 진행 및 전이에 대한 억제 효과가 일부 보고된 바가 있다 (Vucenik et al., Nutr Cancer. 2006;55:109-125).
예비 임상 연구에서는 이노시톨 헥사포스페이트와 이노시톨을 화학 요법과 병용 투여하면 화학 요법의 부작용을 줄이고 간 전이가 있는 유방암이나 대장암 환자의 삶의 질이 향상된다는 보고가 있으나, 아직도 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이노시톨 헥사포스페이트 및 이노시톨로 복합 제제로 된 것만으로는 효과적으로 암세포 성장을 억제하는 것이 어려운 실정이다.
한편, 항암 면역 반응의 억제는 치료에 대한 종양 저항의 중요한 기전으로 나타났으며, 면역체크포인트 수용체인 CTLA-4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4)와 PD-1(programmed death-1) 또는 이의 리간드 PD-L1(programmed death-ligand 1)을 차단하는 단일 클론 항체등의 개발을 통해 환자의 내인성 항암 면역 반응을 자극 및/또는 확대하는 것이 가능하게 되었다.
이러한 경로는 면역 조절에서 뚜렷한 역할을 할 수 있으며, 예컨대 CTLA-4는 일차적으로 림프절에서 T 세포 증식을 조절하는 반면, PD-1은 주로 종양 미세 환경에서 T 세포를 억제한다. 이러한 면역체크포인트 억제제는 최근 다양한 종류의 종양 유형, 특히 흑색종 및 비소세포 폐암에 대해 탁월한 효능을 입증했으며, 신속하게 환자의 표준 치료 요법이 되었다.
그러나 면역체크포인트 억제제는 일반적으로 위장관, 내분비선, 피부 및 간을 해치는 면역 관련 부작용이 있다. 이러한 부작용은 대부분 활성화된 T 림프구에 의한 결과로 면역체계의 이상 반응과 연관된 것으로 알려졌다.
또한, 면역체크포인트 억제제는 소수의 환자에게만 효과적이다. 대부분의 진행된 암에서 항 PD-1/PD-L1 단일 요법의 반응률은 약 20%이며, 항 CTLA-4의 반응률은 약 12%이며 이는 개선의 필요성이 있음을 알 수 있다. (Borghaei et al., N Engl J Med. 2015; 373:1627-1639). 이 낮은 효능은 기존의 종양 관련 T 세포 면역이 결핍되어 있기 때문일 수 있다 (Elizabeth et al., Am J Clin Oncol. 2016 Feb; 39(1): 98-106).
이러한 면역체크포인트 억제제의 치료 효과를 극대화하기 위해 다른 항암제와의 병용 임상을 연구하고 있다. 한 예로 진행성 흑색종 치료에 두 가지 면역항암제(니볼루맙과 이필리무맙 병용치료)를 각각의 단독 요법보다 생존율 개선 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 하지만 10명 중 4명은 치료를 중단할 만큼 치료 관련된 부작용도 높았다. 이처럼 암이 유발되었을 때는 두 가지 이상의 치료법을 병용하는 것이 오늘날 암 치료의 초석이 되었지만, 면역체크포인트 억제제의 경우에는 높은 반응률과 함께 치료 중단율도 상대적으로 높은 결과를 보이고 있다.
따라서 조합에 따른 항암제에 의한 부작용을 최소화하면서 치료 효과를 상승시키기 위한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 저농도의 약물로도 암을 효과적으로 사멸시킬 수 있으며, 암세포에 특이적으로 독성을 나타내어 부작용이 감소된 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 식품 조성물, 이를 이용한 암의 치료 방법 및 이의 용도를 제공하는 것이다.
이에 본 발명은 1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제;를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조합물을 제공한다.
본 발명은 또한 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제;를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조합물을 제공한다.
상기 약학 조성물 및/또는 조합물은 각 화합물의 저농도의 조합으로도 효과적으로 암세포를 사멸시킬 수 있어 인체의 안전성 확보와 더불어 앞으로 암 치료 분야에서 크게 활용될 것으로 기대되며, 특히 암세포 특이적으로 독성효과를 나타내어 부작용이 감소된 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물로 역할이 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 언급된 성분들을 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 언급된 성분들을 이를 필요로 하는 대상체에 투여하는 단계를 포함하는 암의 치료 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 언급된 성분들을 포함하는 조성물 및/또는 조합물의 암 치료 용도를 제공한다.
또한, 본 발명은 암의 치료를 위한 약제의 제조에 있어서 상기 언급된 성분들을 포함하는 조성물 및/또는 조합물의 용도를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 상기 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 추가의 유효성분으로 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 본 발명은 1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제;를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 상기 약학 조성물은 개별적 소량의 유효성분들을 포함하여 부작용이 적으면서도 암을 효과적으로 치료할 수 있는 우수한 효과를 가진다. 본 발명의 약학 조성물은 단일 화합물로 치료하는 경우보다 복합 제제에 포함되는 개별 화합물의 양을 더 적게 사용할 수 있으며, 이로 인해 부작용의 위험 및/또는 심각성은 상당 수준 낮추면서 치료의 전체적 효과는 유의미하게 높일 수 있는 장점이 있다.
특히 본 발명에 따르면, 면역체크포인트 수용체인 CTLA-4와 PD-1 또는 이의 리간드 PD-L1을 차단하는 면역체크포인트 억제제들은 본 발명에 따른 약학 조성물에 포함되어 사용되었을 때 낮은 농도로도 우수한 항암 효과를 나타내는 장점을 가진다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 약학 조성물은 (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스; 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 약학 조성물은 (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스; 및 (4) 이노시톨;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 약학 조성물은 (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스; 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트 및 이노시톨;을 포함할 수 있다.
글루타민은 질소, 탄소 및 에너지의 운반체로서 중요한 역할을 한다. 글루타민은 간의 우레아 합성에, 신장의 암모니아 생성(ammoniagenesis)에, 글루코스생성(glucogenesis)에, 및 많은 세포에서 호흡 연료로서 사용된다. 글루타민의 글루타메이트로의 전환은 미토콘드리아 효소인 글루타미나제(GLS)에 의해 개시된다. 상기 효소의 2가지 주요 형태, K-형(GLS1) 및 L-형(GLS2)이 존재한다. 또한, 글루타미나제 C 또는 "GAC"로 언급되는 GLS1의 대안적인 스플라이스 형태는 최근에 확인되었고 GLS1과 유사한 활성 특성을 갖는다.
특정 실시양태에서, 본 발명에 따른 글루타미나제 억제제는 선택적으로 GLS1, GLS2 및 GAC를 억제할 수 있다.
본 발명에서, 글루타미나제 억제제는 바람직하게 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1은 비스-2-(5-페닐아세트아미도-1,3,4-싸이아디아졸-2-일)에틸 설파이드(Bis-2-(5-phenylacetamido-1,3,4-thiadiazol-2-yl)ethyl sulfide)라 명명하고, BPTES라 약칭한다. BPTES는 알로스테릭(allosteric) 및 선택적 글루타미나제 억제제이다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2는 텔라그레나스타트(Telaglenastat)라 하며, 2-(피리딘-2-일)-N-(5-(4-(6-(2-(3-(트리플루오로메톡시)페닐)아세트아미도)피리다진-3-일)부틸)-1,3,4-티아디아졸 -2-일)아세트아미드 (2-(pyridin-2-yl)-N-(5-(4-(6-(2-(3-(trifluoromethoxy)phenyl)acetamido)pyridazin-3-yl)butyl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl)acetamide)라 명명하며, 약칭은 CB-839이다. CB-839는 가역적 경구 활성 글루타미나제 1(GLS1) 억제제로 알려져 있다. CB-839는 GLS1 스플라이스 변이체 KGA(신장형 글루타미나제) 및 GAC(글루타미나제 C)를 선택적으로 억제할 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 3은 5-[3-브로모-4-(디메틸아미노)페닐]-2,3,5,6-테트라하이드로-2,2-디메틸-벤조[a]페난트리딘-4(1H)-온 (5-[3-bromo-4-(dimethylamino)phenyl]-2,3,5,6-tetrahydro-2,2-dimethyl-benzo[a]phenanthridin-4(1H)-one)이라 명명하며, Compound 968이라 약칭하기도 한다. Compound 968은 세포 투과성, 가역적 미토콘드리아 글루타미나제 억제제로, 글루타미나제 상향조절된 섬유아세포 및 종양 세포에서 성장 및 침습 활성을 억제하는 특성을 갖는다.
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 화학식 4는 6-디아조-5-옥소-L-노르류신(6-diazo-5-oxo-L-norleucine)의 전구약물로, 에틸 2-(2-아미노-4-메틸펜탄아미도-DON)Ethyl 2-(2-Amino-4-methylpentanamido)-DON)이라 명명하며, JHU-083라 약칭한다. JHU-083는 경구 활성 및 선택적 글루타미나제 길항제로 뇌 CD11b에서 글루타미나제 활성을 차단하는 특성을 갖는다.
본 발명에서, 글루타미나제 억제제는 암세포의 신진대사를 억제할 수 있는 물질이다. 본 발명에 따라 글루타미나제 억제제를 메트포르민, 2-데옥시-D-글루코스 및 이노시톨 화합물을 병용하여 적용하면, 암세포에서의 포도당 및 글루타민 대사가 저해되는 수준을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 혈관신생 및 전이 억제 문제를 해소할 수 있다.
글루타민은 신체에서 가장 풍부한 비필수 아미노산 중 하나이지만, 암세포에서는 필수적이다. 글루타민 대사는 종양세포의 성장 및 증식을 위한 에너지 대사에 매우 중요하다. 종양세포는 다른 아미노산에 비해 글루타민을 가장 많이 섭취하는 것으로 나타났으며, 여러 가지 글루타민 수송체 군을 통해 글루타민을 흡수한다. 글루타민의 기아는 종양 대사를 방해하고 종양 증식과 생존을 억제할 수 있다. 글루타민은 TCA 사이클 대사산물, 뉴클레오티드, 비장산, 항산화제 및 ATP 에너지의 합성에 중요하다.
본 발명에 따른 조성물은 종양에서 포도당 분해를 막아 에너지 이용을 저하시키는 비구아니이드계 화합물, 예컨대 메트포르민; 2-데옥시-D-글루코스; 이노시톨계 화합물;의 병용 및 글루타민 흡수를 저해하는 글루타미나제 억제제를 함께 사용함에 따라 암의 대사과정을 효과적으로 차단시킬 수 있을 뿐만 아니라, 병용처리를 통해 항암에 대한 시너지효과를 나타낸다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 비구아니이드계 화합물, 예컨대 메트포르민, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 화합물의 병용 및 글루타미나제 억제제가 나타내는 항암 효과가 단순 부가되는 것이 아니라, 현저히 향상된 효과를 나타내므로 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 비구아나이드계 화합물은 메트포르민(Metformin) 또는 펜포르민(Phenformin)일 수 있고, 바람직하게는 메트포르민일 수 있다. 구체적으로 메트포르민은 하기 화학식 5의 구조식을 갖는다.
[화학식 5]
Figure pat00005
구체적으로, 펜포르민은 하기 화학식 6의 구조식을 갖는다.
[화학식 6]
Figure pat00006
비구아나이드계 화합물의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
비구아나이드계 화합물인 메트포르민은 세포 내 에너지 밸런스 및 영양분 대사 조절에 중추적인 역할을 하는 AMPK(AMP-activated kinase)라는 효소를 활성화시키는 작용 기전을 통해 항암 효과를 나타낼 수 있다. 랫트(rat)에 메트포르민을 경구 투여 시, LD50이 1,450 mg/kg으로서, 메트포르민은 매우 안전성이 확보된 화합물이라는 것을 알 수 있으나, 여전히 고용량으로 사용되어야 하는 문제가 있다.
본 발명에서는, 본 발명의 복합 제제가 각각의 단일 제제 또는 2종 화합물의 조합인 조성물보다 훨씬 낮은 농도에서도 높은 항암효과를 나타내면서도 메트포르민 또는 펜포르민이 가지고 있는 고용량 투여의 문제 또는 부작용의 문제점을 개선할 수 있다.
본 발명에 있어서, 2-데옥시-D-글루코스은 하기 화학식 7로 표시되는 구조는 갖는다.
[화학식 7]
Figure pat00007
상기 화학식 7의 화합물은 해당 작용의 억제제로 작용 효과를 가진다.
2-데옥시-D-글루코스는 포도당의 유도체로써 포도당 대사과정에 있어서 해당작용(glycolysis)을 억제하고, 소포체 내 단백질의 당화(glycosylation)를 저해하여 소포체 스트레스를 유도하는 작용 효과를 가진다. 이처럼 포도당 분해 억제제인 2-데옥시-D-글루코스는 단독으로는 암세포를 죽이지는 못하는 것으로 나타났지만, 본 발명의 복합 제제를 이루어 우수한 항암 효과를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 본 발명에서, 이노시톨 헥사포스페이트 및/또는 이노시톨은 암세포에서 여러 가지 중요한 경로를 조절할 수 있으며, 구체적으로 이노시톨 헥사포스페이트는 하기 화학식 8의 구조를 가진다.
[화학식 8]
Figure pat00008
또한, 본 발명에 있어서, 이노시톨은 D-카이로이노시톨(D-chiroinositol), L-카이로이노시톨(L-chiro-inositol), 미오이노시톨(myo-inositol), 실로이노시톨(scyllo-inositol) 등을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 미오니오시톨일 수 있다.
본 발명에서는 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 또는 이노시톨(inositol)을 글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 및 2-데옥시-D-글루코스에 조합함으로써 낮은 농도에서도 높은 항암 효과가 나타남을 확인하였다.
본 발명에서, 비구아나이드계 화합물, 예컨대 메트포르민 또는 펜포르민, 바람직하게는 메트포르민은 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 존재할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 이노시톨 헥사포스페이트는 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 존재할 수 있다. 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "식품학적으로 허용가능한 염“ 또는 ”약학적으로 허용가능한 염"이란 환자에게 비교적 비독성이고 무해한 유효작용을 갖는 농도로서 이 염에 기인한 부작용이 비구아나이드계 화합물 및 이노시톨 헥사포스페이트의 이로운 효능을 저하시키지 않는 임의의 모든 유기 또는 무기 부가염을 의미한다.
이때, 부가염으로서 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 메탄설폰산, p-톨루엔설폰산, 아세트산, 트라이플루오로아세트산, 말레인산, 석신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산, 만데르산, 프로피온산, 구연산, 젖산, 글리콜산, 글루콘산, 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산, 글루쿠론산, 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 요오드화수소산 등을 사용할 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들어 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해시키고, 비용해 화합물 염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 특히 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘염 또는 이들의 혼합 염을 제조하는 것이 제약상 적합하나 이들에 제한되는 것은 아니다.
비구아나이드계 화합물(예컨대, 메트포르민 또는 펜포르민)과 이노시톨 헥사포스페이트 각각의 약학적으로 허용가능한 염은, 달리 지시되지 않는 한, 비구아나이드계 화합물(예컨대, 메트포르민 또는 펜포르민)과 이노시톨 헥사포스페이트 각각에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성 기의 염을 포함한다. 예를 들어, 약학적으로 허용가능한 염으로는 하이드록시기의 나트륨, 칼륨, 칼슘 또는 마그네슘 염 등이 포함될 수 있고, 아미노기의 기타 약학적으로 허용가능한 염으로는 하이드로 브롬화물, 황산염, 수소 황산염, 인산염, 수소 인산염, 이수소 인산염, 아세테이트, 석시네이트, 시트레이트, 타르트레이트, 락테이트, 만델레이트, 메탄설포네이트(메실레이트) 및 p-톨루엔설포네이트(토실레이트) 염 등이 있으며, 당업계에 알려진 염의 제조방법을 통하여 제조될 수 있다.
본 발명의 비구아나이드계 화합물(예컨대, 메트포르민 또는 펜포르민)의 염으로는 약학적으로 허용가능한 염으로서, 메트포르민 또는 펜포르민과 동등한 항암효과를 나타내는 메트포르민 염 또는 펜포르민 염이라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 염산메트포르민, 숙신산메트포르민, 구연산메트포르민 또는 염산펜포르민, 숙신산펜포르민, 구연산펜포르민 등이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 이노시톨 헥사포스페이트 염으로는 약학적으로 허용가능한 염으로서, 이노시톨 헥사포스페이트와 동등한 항암효과를 나타내는 이노시톨 헥사포스페이트 염이라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 이노시톨 헥사포스페이트나트륨, 이노시톨 헥사포스페이트칼륨, 이노시톨 헥사포스페이트칼슘, 이노시톨 헥사포스페이트암모늄, 이노시톨 헥사포스페이트마그네슘, 이노시톨 헥사포스페이트칼슘마그네슘 등이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 비구아나이드계 화합물, 2-데옥시-D-글루코스, 및 이노시톨 헥사포스페이트는 각각 이들의 유도체도 포함한다. 상기 "유도체"란 상기 화합물의 항암 활성이 변하지 않는 한도 내에서 상기 화합물의 일부를 화학적으로 변화, 예를 들어, 작용기의 도입, 치환, 결실시켜 제조한 화합물을 의미하는 것으로, 본 발명에 제한없이 포함될 수 있다.
본 발명에서 이노시톨은 다양한 이성질체로의 형태로 존재할 수 있다. 이성질체는 거울상 이성질체와 부분입체이성질체를 모두 포함한다. 약학적으로 항암효과를 나타내는 이노시톨이라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 D-카이로이노시톨(D-chiro-inositol), L-카이로이노시톨(L-chiro-inositol), 미오이노시톨(myo-inositol) 및 실로이노시톨(scyllo-inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
각각 항암 효과가 알려진 2종 이상의 약물을 조합한다고 해서, 조합된 약물이 서로 상승효과(시너지 효과)를 나타낸다고 기대할 수 없으며, 오히려, 조합에 의해 약물의 기능이 상쇄되는 경우가 있어, 상승 효과를 갖는 약물의 조합을 발견하는 것은 매우 어려운 일이다. 본 발명에서는 항암제의 최소 농도 사용으로 부작용을 최소화하면서 항암 효과는 최대한 발휘할 수 있는 항암 병용 용도를 개발하였다.
본 발명의 약학 조성물은 추가의 유효성분으로 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함할 수 있다.
면역체크포인트 억제제는 면역 억제력이 높은 암에서 면역 반응의 진행을 막는 면역체크포인트를 차단하여 암의 면역 회피를 억제함으로서 암을 치료할 수 있다. 면역체크포인트 억제제(immune checkpoint inhibitor)는 면역학 분야의 발전으로 인체 면역 체계에 대한 많은 이해가 이루어진 결과에 따라 개발된 새로운 종양 치료제로서 항암 전략에 많이 사용되고 있다. 면역체크포인트 억제제를 사용하여 항암 효과를 나타내기 위한 예시적인 기전으로 CTLA-4에 의한 T 림프구 억제 기전과 기활성화된 T 림프구를 억제하는 PD-1/PD-L1 기전이 있다. 그러나, 면역체크포인트 억제제만을 이용한 치료는 치료 효율이 낮고 효과가 미비하다는 등의 한계가 보고되고 있다.
그러나, 본 발명의 약학 조성물은 (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상에 (5) 면역체크포인트 억제제와 병용 투여하여 상승 보완 효과로 인하여 암의 예방 및 치료를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 면역체크포인트 억제제는 항체, 융합 단백질, 압타머 또는 이의 면역체크포인트 단백질-결합 단편일 수 있다. 예를 들어, 면역체크포인트 억제제는 항- 면역체크포인트 단백질 항체 또는 이의 항원-결합 단편이다.
본 발명의 면역체크포인트 억제제는 항-CTLA-4 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-PD-L1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-LAG-3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-OX40 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-TIM3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 항-PD-1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 항-CTLA-4 항체, 항-PD-1 항체 및 항-PD-L1로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 항체는 예컨대, 통상의 항체 제조 업체 등으로부터 구입하여 사용하거나 알려진 항체의 제조방법에 따라 제조하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 면역체크포인트 억제제는 이필리무맙(Ipilimumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 트레멜리무맙(Tremelimumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 니볼루맙(Nivolumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 페브롤리주맙(pembrolizumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 피딜리주맙(Pidilizumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 아테졸리주맙(Atezolizumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 더발루맙(Durvalumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 아밸루맙(Avelumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; BMS-936559, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; BMS-986016, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; GSK3174998, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; TSR-022, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; MBG453, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; LY3321367, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 IMP321 재조합 융합 단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 면역체크포인트 억제제로 사용될 수 있는 항체 또는 다른 형태의 면역체크포인트 억제제라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 면역체크포인트 억제제는 위 언급된 면역체크포인트 억제제로 작용 효과가 있거나 이의 억제 메커니즘에 관여하는 저분자 화합물일 수 있다. 이러한 저분자 화합물들은 예를 들어 면역체크포인트 단백질에 결합하거나 면역체크포인트 억제에 관련된 메커니즘에 관여하는 저분자 화합물일 수 있다.
구체적으로, 저분자 화합물들은 BMS-202 (출처: BMS), BMS-8 (출처: BMS), CA170(출처: Curis/Aurigene), CA327(출처: Curis/Aurigene), Epacadostat, GDC-0919, BMS-986205 등일 수 있다. 면역체크포인트 억제제로 사용되거나 관련 효과가 있는 저분자 화합물이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명에서 바람직한 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물의 양태는,
글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 및 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 조성물;
글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 및 이노시톨을 포함하는 조성물;
글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 및 이노시톨을 포함하는 조성물; 또는
글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트 또는 약학적으로 허용가능한 염, 및 면역체크포인트 억제제를 포함하는 조성물;
글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 및 면역체크포인트 억제제를 포함하는 조성물; 및
글루타미나제 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨, 및 면역체크포인트 억제제를 포함하는 조성물일 수 있다.
본 발명에서 글루타미나제 억제제는 예컨대 BPTES, CB-839, Compound 968, JHU083 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 글루타미나제 억제제로서 CB-839을 중심으로 한 조성물을 살펴보면,
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 조성물은 CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 조합, 또는
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 조합일 수 있으며, 상기 메트포르민과 이노시톨 헥사포스페이트는 약학적으로 허용가능한 염의 형태일 수 있다.
예를 들어, 상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 글루타미나제 억제제로서 BPTES을 중심으로 한 조성물을 살펴보면,
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 조성물은 BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합,
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 조합,
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 조합, 또는
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 조합일 수 있으며, 상기 메트포르민과 이노시톨 헥사포스페이트는 약학적 허용 가능한 염의 형태일 수 있다.
예를 들어, 상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 글루타미나제 억제제로서 Compound 968을 중심으로 한 조성물을 살펴보면,
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 조성물은 Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합,
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합,
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 조합,
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 조합, 또는
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 조합일 수 있으며, 상기 메트포르민과 이노시톨 헥사포스페이트는 약학적 허용 가능한 염의 형태일 수 있다.
예를 들어, 상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 글루타미나제 억제제로서 JHU083을 중심으로 한 조성물을 살펴보면,
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 조성물은 JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합,
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합,
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 조합,
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 조합, 또는
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 조합일 수 있으며, 상기 메트포르민과 이노시톨 헥사포스페이트는 약학적 허용 가능한 염의 형태일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합, 또는
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2~3종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서,
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합, 또는
BPTES/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2~3종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서,
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합, 또는
Compound 968/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2 및 3종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서,
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 조합,
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 조합, 또는
JHU083/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2~3종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/항-CTLA-4 항체의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 조합, 또는
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2~4종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/항-PD-1 항체의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨/항-PD-1 항체의 조합, 또는
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2~4종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/항-PD-L1 항체의 조합,
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨/항-PD-L1 항체의 조합, 또는
CB-839/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 조합은 각 화합물의 단일 제제나 2~4종의 화합물이 포함된 복합 제제보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
본 발명의 일 실시예에서는, 본 발명에 따른 약학 조성물이 암 동물 모델에서 현저히 우수한 효과로 암을 억제할 수 있음을 확인하였다. 즉, 본 발명에 따르면, 글루타미나제 억제제; 비구아나이드계 화합물; 2-데옥시-D-글루코스; 이노시톨 헥사포스페이트; 이노시톨; 및 면역체크포인트 억제제; 각각은 단독으로 사용할 경우 항암 효과가 미비하여 과량으로 사용해야만 하나 상기 화합물을 조합한 복합 제제로 사용하게 되면, 적은 양으로도 암세포를 효과적으로 사멸할 수 있음을 확인하였다.
본 발명에 따른 각 약학 조성물에서, 각 화합물의 조합의 중량비는 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 글루타미나제 억제제로 예컨대 BPTES, CB-839, Compound 968 및 JHU083로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 1회 투여량이 1-200 mg/kg 범위 내에서 사용할 수 있다.
또 다른 예로서, 면역체크포인트 억제제로 단일 클론 항체로 예컨대 항-CTLA4 항체, 항-PD-1 항체 및 항-PD-L1 항체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 1회 투여량이 0.01-25 mg/kg 범위 내에서 사용할 수 있다.
글루타미나제 억제제와 면역체크포인트 억제제를 제외한 성분은 치료하는 암의 종류에 따라 하기와 같은 범위로 사용할 수 있다.
예를 들어, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스의 중량비는 1:0.2 내지 1:5 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염의 중량비는 1:0.2:0.5 내지 1:5:20 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨의 중량비는 1:0.2:0.5 내지 1:5:20의 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 이노시톨의 중량비는 1:0.2:0.5:0.5 내지 1:5:20:20의 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
본 발명에서는 상기 언급된 성분들의 조합물을 포함한다. 즉, 1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조합물을 제공한다.
또한 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제;를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조합물을 제공한다.
본 발명에서 조합물이란 상기 언급된 성분들이 개별 또는 2이상이 함께 조합된 형태의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "암(cancer)"이란 세포의 사멸 조절과 관련된 질병으로서, 정상적인 아팝토시스 균형이 깨지는 경우 세포가 과다 증식하게 됨으로써 생기는 질병을 일컫는다. 이러한 비정상적 과다 증식 세포들은, 경우에 따라 주위 조직 및 장기에 침입하여 종괴를 형성하고, 체내의 정상적인 구조를 파괴하거나 변형시키게 되는데, 이러한 상태를 암이라고 한다. 일반적으로 종양(tumor)이라 하면 신체 조직의 자율적인 과잉 성장에 의해 비정상적으로 자란 덩어리를 의미하며, 양성 종양(benign tumor)과 악성 종양(malignant)으로 구분할 수 있다. 악성 종양은 양성 종양에 비해 성장 속도가 매우 빠르고, 주변 조직에 침윤하면서 전이(metastasis)가 일어나 생명을 위협하게 된다. 이러한 악성 종양을 통상적으로 '암 (cancer)'이라 부르며, 암의 종류로는 뇌척수종양, 뇌암, 두경부암, 폐암, 유방암, 예컨대, 삼중음성 유방암, 흉선종, 식도암, 위암, 대장암, 간암, 췌장암, 담도암, 신장암, 방광암, 전립선암, 고환암, 생식세포종, 난소암, 자궁경부암, 자궁 내막암, 림프종, 백혈병 예컨대 급성 백혈병 또는 만성백혈병, 골육종, 다발성 골수종, 육종, 흑색종, 악성 흑색종 및 피부암 등이 있다. 본 발명의 항암용 조성물은 암의 종류에 제한 없이 사용될 수 있으나, 본 발명의 목적상 간암, 폐암, 위암, 췌장암, 대장암, 자궁경부암, 유방암, 전립선암, 난소암, 뇌암, 골육종, 방광암, 두경부암, 신장암, 흑색종, 백혈병 및 림프종으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 암의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "예방 또는 치료"란 본 발명에 따른 약학 조성물 또는 조합물을 이용함으로써 암의 발병을 억제하거나 발병을 지연하는 모든 행위를 말하며, 특히 '치료'란 상기 조성물을 사용하여 암을 호전시키거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
따라서, 본 발명은 암의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상체에게 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는, 암의 치료 방법을 제공한다.
상기 방법은 추가로 (5) 면역체크포인트 억제제를 치료학적 유효량으로 투여하는 것을 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 암의 치료를 필요로 하는 대상체에게 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제;를 포함하는 암의 치료 방법을 제공한다.
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 상기 언급한 유효성분 이외에 필요에 따라 암 치료용 화학요법제를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 추가적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 멸균 주사용액의 형태, 연고제 등의 외용제, 좌제 등으로 제형화하여 사용될 수 있으며, 이러한 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, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트, 광물유 등을 들 수 있다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 제형화 한다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크와 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 주사제의 기제로는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제 및 방부제와 같은 종래의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구, 정맥내, 피하, 피내, 비강내, 복강내, 근육내, 경피 등 다양한 방식을 이용하여 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물의 투여량은 투여 경로, 암의 종류, 질병의 정도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있는데, 예를 들어 각 화합물들의 조합의 경우, 글루타미나제 억제제의 1회 투여량은 1 내지 200 mg/kg(체중), 비구아나이드계 화합물은 1일당 1 내지 50 mg/kg(체중), 2-데옥시-D-글루코스은 1일당 1 내지 100 mg/kg(체중)이고, 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 1일당 1 내지 200 mg/kg(체중) 그리고 면역체크포인트 억제제의 1회 투여량은 0.01 내지 10 mg/kg(체중)이다. 다만, 상기 투여량에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 예를 들어 6종 화합물들의 조합의 경우, 글루타미나제 억제제로서 CB-839를 사용할 경우 1회 투여량은 1 내지 200 mg/kg(체중), 메트포르민을 사용할 경우는 1일당 1 내지 50 mg/kg(체중), 2-데옥시-D-글루코스은 1일당 1 내지 100 mg/kg(체중)이고, 이노시톨 헥사포스페이트은 1일당 1 내지 200 mg/kg(체중), 그리고 이노시톨은 1일당 1 내지 200 mg/kg(체중), 면역체크포인트 억제제로서 단일 클론 항체인 항-PD-1을 사용할 경우 1회 투여량은 0.01 내지 10 mg/kg(체중)이다. 다만, 상기 투여량에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 개체에 투여하여 암을 치료하는 방법에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 개체에 투여하여 암을 치료하는 방법에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 포함하는 암의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 용도에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제의 용도에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor); (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "개선"이란, 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미한다.
상기 조성물에는 유효성분 이외에 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제가 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조 가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 항암제의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
본 발명에 따른 조성물은 제한된 적응증을 가지는 해당 억제제 및 글루타미나제 억제제로서의 대사 항암제를 병용함으로써 다양한 암종에 대하여 광범위하고 향상된 적응증을 나타낸다. 따라서, 단독 사용과 비교하여 훨씬 적은 양의 약물로도 효과적으로 암을 사멸시킬 수 있으므로, 과량으로 사용되어야 하는 문제를 해소하고, 부작용을 최소화하면서 암을 선택적으로 치료할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 조성물은 면역체크포인트 억제제를 추가 병용으로 더욱 현저한 상승효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 다양한 암종으로 적증증을 확대시킬 수 있으므로, 다양한 암종에 대한 항암제 및 암의 예방 또는 개선을 위한 복합제제로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 인간 간에서 유래한 암세포인 HepG2 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. 약제를 인간의 혈장에서 사용 가능한 저농도에서 처리하여 48시간 후 MTT 분석법으로 확인하였다. 각 막대의 세로막대는 표준편차를 나타낸다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 일원 분산 분석 (one-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. **** p<0.0001.
도 2는 인간 폐에서 유래한 암세포인 A549 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 3은 인간 위에서 유래한 암세포인 AGS 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 4는 인간 췌장에서 유래한 암세포인 PANC-1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 5는 인간 대장에서 유래한 암세포인 DLD-1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 6은 인간 자궁경부에서 유래한 암세포인 HeLa 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 7은 인간 유방에서 유래한 암세포인 MDA-MB-231 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 8은 인간 전립선에서 유래한 암세포인 PC-3 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 9는 인간 난소에서 유래한 암세포인 SK-OV-3 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 10은 인간 방광에서 유래한 암세포인 T24 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 11은 인간 암세포주인 교모세포종(U-87 MG)에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 12는 인간 골육에서 유래한 암세포인 Saos-2 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 13은 동물 모델에서 삼중음성유방암 4T1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), CB-839, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 14는 동물 모델에서 삼중음성유방암 4T1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), BPTES, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 15는 동물 모델에서 삼중음성유방암 4T1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), Compound 968, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 16은 동물 모델에서 삼중음성유방암 4T1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), JHU083, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 17은 동물 모델에서 MET, 2DG, CB-839, IP6+Ins, 항-PD-1 항체의 단독 및 복합 제제 투여에 따른 종양 부피 변화를 3일 간격으로 측정한 그래프이다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. ** p<0.01, *** p<0.001, **** p<0.0001.
도 18은 물 모델에서 MET, 2DG, CB-839, IP6+Ins, 항-PD-L1 항체의 단독 및 복합 제제 투여에 따른 종양 부피 변화를 3일 간격으로 측정한 그래프이다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. ** p<0.01, *** p<0.001, **** p<0.0001.
도 19는 동물 모델에서 MET, 2DG, CB-839, IP6+Ins, 항-CTLA-4 항체의 단독 및 복합 제제 투여에 따른 종양 부피 변화를 3일 간격으로 측정한 그래프이다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. ** p<0.01, *** p<0.001, **** p<0.0001.
도 20은 동물 모델에서 삼중음성유방암 4T1 종양조직 라이세이트(Lysate)에 대해 MET, 2DG, CB-839, IP6+Ins, 항-PD-1 항체의 단독 및 복합 제제 투여에 따른 혈관신생 관련 VEGF-A 단백질 발현 수준을 나타낸 그래프이다. *** p<0.001, **** p<0.0001.
도 21은 동물 모델에서 삼중음성유방암 4T1 종양조직 라이세이트(Lysate)에 대해 MET, 2DG, CB-839, IP6+Ins, 항-PD-1 항체의 단독 및 복합 제제 투여에 따른 혈관신생 관련 Angiopoietin-2 단백질 발현 수준을 나타낸 그래프이다. ** p<0.01, **** p<0.0001.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
하기 실시예에서는 글루타미나제 억제제로 CB-839, BPTES, 968, JHU083을 사용하였다. 또한 메트포르민의 약학적으로 허용가능한 여러 염의 형태 중에서 염산메트포르민(Metformin HCl)을 사용하였다. 이들의 염의 형태는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 이노시톨 헥사포스페이트의 약학적으로 허용가능한 여러 염의 형태 중에서 이노시톨 헥사포스페이트(Phytic acid)를 사용하였다. 이들의 형태는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 이노시톨의 이성질체 중에서 미오이노시톨(myo-inositol)을 사용하였다. 이들의 이성질체는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 면역체크포인트 억제제로서 단일 클론 항체인 항-mouse PD-1 mAb (RMP1-14), 항-mouse PD-L1 mAb (10F. 9G2), 항-mouse CTLA-4 mAb (UC10-4F10-11)을 사용하였다.
세포 배양
본 시험에 사용한 세포는 종양세포로서 간암(HepG2), 폐암(A549), 위암(AGS), 췌장암(PANC-1), 대장암(DLD-1), 자궁경부암(HeLa), 유방암(MDA-MB-231), 전립선암(PC-3), 난소암(SK-OV-3), 방광암(T24), 교모세포종(U-87 MG), 골육종(Saos-2), 생쥐 유래 유방암(4T1)을 사용하였으며, 비종양세포로서는 전립선(PZ-HPV-7), 대장(CCD-18Co), 폐(MRC5) 세포주를 사용하였는데 모든 세포주는 한국세포주은행(Korean Cell Line Bank) 또는 미국 ATCC(American Type Culture Collection, Rockville, MD)에서 구입하여 사용하였다.
상기 세포들은 Roswell Park Memorial Institute 1640 Medium (RPMI1640, Hyclone, Logan, UT, USA)에 10% fetal bovine serum (FBS, Hyclone), 1% penicillin/streptomycin (P/S, Hyclone)을 첨가한 세포배양액을 이용하였으며, 37℃ 인큐베이터 (5% CO2/95% air)에서 유지·배양하였다. 세포가 배양 접시의 80% 정도 차면 phosphate-buffered saline (PBS, Hyclone)으로 세포의 단층을 씻어내고 0.25% trypsin-2.65 mM EDTA (Hyclone) 를 처리하여 계대 배양하였고 배지는 2일마다 교환하였다.
사용한 약물
글루타미나제 억제제인 CB-839, BPTES, 968, JHU083는 Selleck Chemicals 사에서 구입하여 제조사가 제시한 바에 따라 보관하고 취급하였다. 염산메트포르민(Metformin HCl, 이하 MET), 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose, 이하 2DG), 이노시톨 헥사포스페이트(Phytic acid, 이하 IP6), 미오이노시톨(myo-inositol, 이하 Ins)은 시그마사(St. Louis, USA)에서 구입하였다. 단일 클론 항체로서 항-mouse PD-1 mAb (RMP1-14), 항-mouse PD-L1 mAb (10F.9G2), 항-mouse CTLA-4 mAb (UC10-4F10-11)은 BioXcell 사에서 구입하여 제조사가 제시한 바에 따라 보관하고 취급하였다.
본 발명에서 실험을 통하여 얻어진 결과를 정리한 표와 도면에서 사용한 모든 약물은 약어로서 표기하였다.
참조예 1: 시험관 내 세포성장 억제 분석
글루타미나제 억제제(CB-839, BPTES, 968, JHU083), MET, 2DG 및 IP6의 세포 독성은 MTT assay [3-(4,5-dimethyl thiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay]를 통해 확인하였다. 상기 세포(3~4×105 세포/웰)들을 96 웰 배양 플레이트 내에 분주하여 12시간 이상 안정화 시킨 후 각 웰의 배지를 제거하고 각각의 세포에 대한 글루타미나제 억제제(CB-839, BPTES, 968, JHU083), MET, 2DG 그리고 IP6를 농도별로 또는 혼합하여 혈청이 포함되지 않은 배지와 함께 처리하였다. 대조군 세포들에 대해서는 PBS를 배지 내에 첨가하였다. 48시간 동안 CO2가 포함된 37℃에서 배양 후 대조군 및 혼합물을 포함한 배지를 깨끗이 제거하고, MTT (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 시약(0.5mg/ml)과 함께 37℃에서 4시간 동안 배양하였다. 이후에는 MTT 시약을 포함한 배지를 깨끗이 제거하고, 살아있는 세포에 의해 형성된 MTT formazan 결정은 DMSO (Sigma)를 넣어 실온에서 16분 이상 방치하여 용해시켰다. 마이크로 플레이트리더기(BioTek　Instruments, Inc., Winooski, VT, USA)를 사용하여 560nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다.
참조예 2: 단일 및 병용 투여 실험 방법
상기 세포(3~4×105 세포/웰)들을 96 웰 플레이트에 파종하고, 단일 제제 약물로서 글루타미나제 억제제(CB-839, BPTES, 968, JHU083), MET, 2DG 및 IP6 각각을 농도별로 처리하여 세포 증식 억제율을 확인하였다.
병용 약물로서는 글루타미나제 억제제(CB-839, BPTES, 968, JHU083), MET, 2DG 및 IP6로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 화합물로 이루어진 병용 투여의 IC50에 해당하는 약물의 농도로 처리하였다. 모든 세포주는 단일 또는 병용 투여의 농도로 48시간 배양 후, 성장 억제 효과를 MTT 분석법으로 측정하였다.
참조예 3: 실험동물
특정병원체 (specific pathogen free)가 없는 5주령, 암컷 BALB/c 마우스는 (주)두열바이오텍에서 구입하여 사용하였다. 1주일간의 검역 및 적응과정을 거친 뒤 체중 감소 없는 건강한 동물을 선별하여 실험에 사용하였다.
실험동물은 온도 23 ± 3℃, 상대습도 50 ± 10%, 환기회수 10-15 회/시간, 조명시간 12시간 (08:00 - 20:00), 조도 150 - 300 Lux로 설정된 사육환경에서 사육하였다. 시험 전 기간 동안 실험동물은 실험동물용 고형사료 ((주) 카길애그리퓨리나)와 음수를 자유 섭취하도록 하였다.
참조예 4: 종양세포 이식 및 시험물질 투여
BALB/c 마우스는 1주간의 적응 기간을 거친 후, 실험동물의 왼쪽 유방 지방 조직에 유방암세포인 4T1 세포(1×105 cells/mouse)을 주입한 후 육안으로 종양 조직이 발생되는 것을 관찰하였다. 실험동물의 종양조직의 크기가 약 50 mm3 되었을 때 난괴법에 의거하여 10개의 시험군(대조군, MET 군(MET 500 mg/kg), 2DG 군(2DG 1000 mg/kg), IP6(+Ins) 군(IP6 600 mg/kg + Ins 600 mg/kg), CB-839 군(CB-839 200 mg/kg), mAb 군(단일클론 항체(항-PD1 항체 또는 항-PD-L1 항체 또는 항-CTLA-4 항체)로서 150 μg/마우스), MET+2DG+IP6(+Ins) 군(MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg, IP6 600 mg/kg + Ins 600 mg/kg), CB-839+mAb 군(CB-839 200 mg/kg, 단일클론 항체(항-PD1 항체 또는 항-PD-L1 항체 또는 항-CTLA-4 항체)로서 150 μg/마우스), CB-839+MET+2DG+IP6(+Ins) 군(CB-839 200 mg/kg, MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + IP6 600 mg/kg + Ins 600 mg/kg), CB-839+MET+2DG+IP6(+Ins)+mAb 군(CB-839 200 mg/kg, MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + IP6 600 mg/kg + Ins 600 mg/kg + 단일클론 항체(항-PD1 항체 또는 항-PD-L1 항체 또는 항-CTLA-4 항체)로서 150 μg/마우스)으로 분류하였다.
각 시험군 당 5마리의 실험동물을 사용하였다. 시험물질 단일클론 항체는 시험군 분리 시점을 1일로 하여 4일 주기로 복강투여 하였고, 시험물질 CB-839, MET, 2DG, IP6(+Ins)는 시험군 분리 시점을 1일로 하여 시험 종료 시점까지 증류수에 녹여 3주 동안 일정 시간에 경구투여하였다.
참조예 5: 실험동물의 체중 및 종양 부피 측정
시험 기간 동안 실험동물의 체중은 시험물질 투여 일부터 1주에 1회 일정한 시간에 체중을 측정하였다. 종양의 부피는 3일 간격으로 디지털 캘리퍼스(caliper)를 사용하여 종양의 장축(length)과 단축(width)을 측정하고, 다음의 계산식에 대입하여 종양의 부피(Tumor volum)를 계산하였다.
Tumor volume (mm3) = (width2 × length) / 2
참조예 6: 통계처리
모든 분석 수치는 평균 ± SD으로 나타내었다. 대조군과 시험물질 투여군의 차이를 비교하기 위하여 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 일원 분산분석(one-way ANOVA) 또는 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 유의성을 검증하였다. p < 0.05 이상일 때만 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다.
실시예 1: CB-839, MET, 2DG 및 IP6의 단독 및 병용 투여 후 세포 생존율
12종의 암세포를 사용하여 CB-839, MET, 2DG 및 IP6의 단일 및 병용 투여의 세포 증식 억제 효과를 비교하였다.
도 1 내지 12는 각각 인간 암세포주인 간암(HepG2), 폐암(A549), 위암(AGS), 췌장암(PANC-1), 대장암(DLD-1), 자궁경부암(HeLa), 유방암(MDA-MB-231), 전립선암(PC-3), 난소암(SK-OV-3), 방광암(T24), 교모세포종(U-87 MG), 골육종(Saos-2)을 중심으로 MET, 2DG 및 IP6의 단독 및 병용 투여 후 세포 생존율(% cell viability)를 평가한 결과이다.
도 1은 4 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 간암(HepG2) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 2는 4 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 폐암(A549) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 3은 2 mM 농도의 MET, 0.7 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 위암(AGS) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 4는 5 mM 농도의 MET, 0.7 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 췌장암(PANC-1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 5는 5 mM 농도의 MET, 0.4 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 대장암(DLD-1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 6은 6 mM 농도의 MET, 0.5 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 자궁경부암(HeLa) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 7은 6 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 유방암(MDA-MB-231) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 8은 5 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 전립선암(PC-3) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 9는 5 mM 농도의 MET, 0.5 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 난소암(SK-OV-3) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 10은 4 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 방광암(T24) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 11은 5 mM 농도의 MET, 0.4 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 교모세포종(U-87 MG) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 12는 5 mM 농도의 MET, 0.7 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 골육종(Saos-2) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
실시예 2: 삼중음성유방암 세포주에서 글루타미나제 억제제(CB-839, BPTES, Compound 968, JHU083)를 중심으로 MET, 2DG 및 IP6의 단독 및 병용 투여 후 세포 생존율
도 13은 5 mM 농도의 MET, 2 mM 농도의 2DG, 0.8 μM 농도의 CB-839, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 유방암(4T1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + CB-839) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + CB-839 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 14는 5 mM 농도의 MET, 2 mM 농도의 2DG, 2 μM 농도의 BPTES, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 유방암(4T1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + BPTES) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + BPTES + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 15는 5 mM 농도의 MET, 2 mM 농도의 2DG, 10 μM 농도의 Compound 968, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 유방암(4T1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + Compound 968) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + Compound 968 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 16은 5 mM 농도의 MET, 2 mM 농도의 2DG, 10 μM 농도의 JHU083, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 유방암(4T1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 병용인 (MET + 2DG + JHU083) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 병용인 (MET + 2DG + JHU083 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 병용으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
실시예 3. 면역체크포인트 억제제 추가가 종양 부피 변화에 미치는 영향
실시예 3.1. CB-839, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-PD-1의 단독 및 병용 투여가 종양 부피 변화에 미치는 영향
종양조직의 크기가 약 50 mm3일 때 시험군을 분류하여 시험물질투여를 시작하였고, 시험물질투여 시작일부터 3일 간격으로 종양의 부피를 측정하였다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 시험물질 투여 3일째부터 대조군과 비교하여 단독 및 병용 처리군의 종양의 부피가 감소하는 경향을 나타내었다.
시험물질투여 21일째 병용 처리 중 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins)) 그룹과 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용 처리 군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001). 종양부피에 있어 전체 군 중에서 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 군이 가장 높은 감소를 보임으로 높은 종양 성장 억제 효과를 나타내었다.
실시예 3.2. CB-839, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-PD-L1의 단독 및 병용 투여가 종양 부피 변화에 미치는 영향
종양조직의 크기가 약 50 mm3일 때 시험군을 분류하여 시험물질투여를 시작하였고, 시험물질투여 시작일부터 3일 간격으로 종양의 부피를 측정하였다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 시험물질 투여 3일째부터 대조군과 비교하여 단독 및 병용 처리군의 종양의 부피가 감소하는 경향을 나타내었다.
시험물질투여 21일째 병용 처리 중 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins)) 그룹과 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-PD-L1) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용 처리군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001). 종양부피에 있어 전체 군 중에서 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-PD-L1) 군이 가장 높은 감소를 보임으로 높은 종양 성장 억제 효과를 나타내었다.
실시예 3.3. CB-839, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-CTLA-4의 단독 및 병용 투여가 종양 부피 변화에 미치는 영향
종양조직의 크기가 약 50 mm3일 때 시험군을 분류하여 시험물질투여를 시작하였고, 시험물질투여 시작일부터 3일 간격으로 종양의 부피를 측정하였다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 시험물질 투여 3일째부터 대조군과 비교하여 단독 및 병용 처리군의 종양의 부피가 감소하는 경향을 나타내었다.
시험물질투여 21일째 병용 처리 중 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins)) 그룹과 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-CTLA-4) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독 및 2중 병용 처리군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001). 종양부피에 있어 전체 군 중에서 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-CTLA-4) 군이 가장 높은 감소를 보임으로 높은 종양 성장 억제 효과를 나타내었다.
실시예 4: CB-839, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-PD-1의 단독 및 병용 투여 후 폐 전이에 미치는 영향
본 종양 동물모델에서 간과 폐로의 암의 전이를 관찰하기 위해 간과 폐를 적출하여 Bouin’s 용액으로 고정한 후 전이된 종양 결절(tumor nodule)의 수를 측정하였다. 모든 동물의 간조직으로의 전이는 관찰되지 않은 반면, 모든 동물의 폐에서 종양 결절이 관찰되었다. 폐로 전이된 종양 결절 수는 대조군(G1)의 26.5 ± 4.6과 비교하여 G6군, G7군, G8군이 폐로 전이된 종양 결절의 수가 유의적으로 감소하였다. 전체 군 중에서 (CB-839 + MET + 2DG + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 군이 가장 높은 종양 결절 수에 있어 감소를 보임으로 높은 전이 억제 효과를 나타내었다.
[표 1] 동물모델에서 폐로의 전이된 종양 결절의 수
Figure pat00009
*p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001, **** p < 0.0001 (대조군과의 대비)
실시예 5: CB-839, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-PD-1의 단독 및 병용 투여 후 신생혈관 형성 억제율
현재 면역요법의 반응률과 치료 기간을 개선시키기 위한 여러 전략 중 하나로서 항혈관신생 약물을 포함하여 다른 여러 치료법과의 병용이 시도되고 있다. 시험물질에 의한 종양조직 내 혈관신생(Angiogenesis) 관련 다양한 전이 관련 단백질들의 변화에 미치는 영향을 조사하기 위해 종양조직 라이세이트(Lysate)를 이용하여 Proteome Profiler Mouse XL Cytokine Array를 수행하였다. Proteome Profiler Mouse XL Cytokine Array 키트 분석한 결과, 대표적으로 혈관신생 및 전이에 영향을 미치는 VEGF-A와 Angiopoietin-2 단백질의 발현을 조사하였다.
도 20에서는 VEGF-A 단백질 발현에 있어 (CB-839+MET+2DG+IP6(+Ins)) 군과 (CB-839+MET+2DG+IP6(+Ins)+항-PD-1) 군은 대조군을 포함한 단독 및 2~3중 복합 제제 군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001).
도 21에서는 Angiopoietin-2 단백질 발현에 있어 (CB-839+MET+2DG+IP6(+Ins)) 군과 (CB-839+MET+2DG+IP6(+Ins)+항-PD-1) 군은 대조군을 포함한 단독 및 2~3중 복합 제제 군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001).

Claims (14)

  1. (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor);
    (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염;
    (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및
    (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스; 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  3. 제1항에 있어서, (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스; 및 (4) 이노시톨;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  4. 제1항에 있어서, (1) 글루타미나제 억제제; (2) 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스; 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트 및 이노시톨;을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 제1항에 있어서, (1) 글루타미나제 억제제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것인, 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00010
    ;
    [화학식 2]
    Figure pat00011
    ;
    [화학식 3]
    Figure pat00012
    ;
    [화학식 4]
    Figure pat00013
    .
  7. 제1항에 있어서, (2) 비구아나이드계 화합물은 메트포르민(metformin) 또는 펜포르민(Phenformin)인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  8. 제1항에 있어서, (4) 이노시톨은 D-카이로이노시톨(D-chiroinositol), L-카이로이노시톨(L-chiro-inositol), 미오이노시톨(myo-inositol) 및 실로이노시톨(scyllo-inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  9. 제5항에 있어서, (5) 면역체크포인트 억제제는 항-CTLA4 항체, 항-PD-1 항체, 항-PD-L1 항체, 항-LAG-3 항체, 항-OX40 항체 및 항-TIM3 항체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  10. 제9항에 있어서, (5) 면역체크포인트 억제제는 항-CTLA4 항체, 항-PD-1 항체 및 항-PD-L1로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 암은 간암, 폐암, 위암, 췌장암, 대장암, 자궁경부암, 유방암, 전립선암, 난소암, 뇌암, 골육종, 방광암, 두경부암, 신장암, 흑색종, 백혈병 및 림프종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  12. (1) 글루타미나제 억제제(Glutaminase Inhibitor);
    (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염;
    (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및
    (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상;을 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 조성물은 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 암은 간암, 폐암, 위암, 췌장암, 대장암, 자궁경부암, 유방암, 전립선암, 난소암, 뇌암, 골육종, 방광암, 두경부암, 신장암, 흑색종, 백혈병 및 림프종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
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