KR20230082178A - Composition for photodynamic therapy for HER2-expressing cancer and use thereof - Google Patents

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KR20230082178A
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강지수
김세훈
조치훈
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한국원자력의학원
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Abstract

본 발명은 HER2-발현 암에 대한 광역동 치료용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 광역동 치료용 조성물은 암 표적화 항체를 이용하여 암 세포내에서 방사성동위원소의 축적을 최대화하고, 감광제 자체가 아닌 감광제 전구체를 포함하여 암 세포내에서 감광제의 축적을 유도함으로써 정상조직에 대한 피해를 최소화하면서, 별도의 빛 조사 없이도 광역동 치료의 치료효과를 극대화할 수 있다.The present invention relates to a composition for photodynamic treatment of HER2-expressing cancer and its use. Specifically, the composition for photodynamic therapy according to the present invention maximizes the accumulation of radioactive isotopes in cancer cells using a cancer-targeting antibody and induces the accumulation of a photosensitizer in cancer cells by including a photosensitizer precursor rather than the photosensitizer itself. By doing so, it is possible to minimize damage to normal tissue and maximize the therapeutic effect of photodynamic therapy without separate light irradiation.

Description

HER2-발현 암의 광역동 치료용 조성물 및 이의 용도{Composition for photodynamic therapy for HER2-expressing cancer and use thereof}Composition for photodynamic therapy of HER2-expressing cancer and use thereof {Composition for photodynamic therapy for HER2-expressing cancer and use thereof}

본 발명은 HER2-발현 암의 광역동 치료용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for photodynamic treatment of HER2-expressing cancer and its use.

광역동 치료(photodynamic therapy, PDT)는 특정파장의 빛에 의해서 여기(excitation)된 감광제(photosensitizer)가 산소와 반응하여 일중항 산소(1O2) 등의 활성산소를 발생시켜 주변 세포를 사멸시키는 비 침습적이고 효율이 높은 치료방법으로써 여드름, 진균감염, 및 암 치료에 활용되고 있다. 하지만, 암 치료의 경우, 빛 투과의 한계 때문에 표재성 암(superficial cancer) 및 내시경 광원이 접근 가능한 암(endoscopic light source accessible cancer)에 대해서만 선택적으로 활용되고 있는 실정이다.In photodynamic therapy (PDT), a photosensitizer excited by light of a specific wavelength reacts with oxygen to generate active oxygen such as singlet oxygen ( 1 O 2 ) to kill surrounding cells. As a non-invasive and highly efficient treatment method, it is used for the treatment of acne, fungal infection, and cancer. However, in the case of cancer treatment, due to limitations in light transmission, only superficial cancer and endoscopic light source accessible cancer are selectively used.

최근 이러한 한계를 극복하기 위해서 방사성동위원소가 주변 매개체와 반응하여 발생하는 체렌코프 발광(Cerenkov luminescence)을 감광제의 여기 소스로 이용하는 연구가 진행되고 있다.Recently, in order to overcome these limitations, studies using Cherenkov luminescence, which is generated when a radioactive isotope reacts with a surrounding medium, as an excitation source for a photosensitizer are being conducted.

체렌코프 발광(Cerenkov luminescence)은 하전 입자가 특정 유전매체에서 빛보다 빠른 속도로 이동할 때 발생하는 현상으로 방사성동위원소에서 나오는 베타선 및 양전자가 체렌코프 발광을 발생시킬 수 있다. 체렌코프 발광은 400 nm 정도에서 그 강도(intensity)가 가장 크고, 포르피린(Porphyrin) 및 클로린(chlorin) 등과 같은 감광제는 400 nm 정도에서 흡광도가 높아서, 체렌코프 발광에 의해서 여기(excitation) 될 수 있다. Cherenkov luminescence is a phenomenon that occurs when charged particles move faster than light in a specific dielectric medium, and beta rays and positrons from radioactive isotopes can generate Cherenkov luminescence. Cherenkov emission has the greatest intensity at about 400 nm, and photosensitizers such as porphyrin and chlorin have high absorbance at about 400 nm, so they can be excited by Cherenkov emission. .

이와 같이, 18F, 64Cu, 89Zr, 90Y, 177Lu 및 131I과 같은 방사성동위원소는 체렌코프 발광을 발생시킬 수 있어, 감광제와 접목하여 외부의 빛 조사 없이 광역동치료(photodynamic therapy, PDT)를 구현하는 연구가 진행되고 있다. 현재까지 64Cu, 89Zr, 18F 등의 방사성동위원소와 감광제를 1개의 platform에 탑재하여 체렌코프방사 에너지 전달을 통한 PDT 효과를 평가한 연구들이 선행되었다(Nat Nanotechnol, 2015, 10(4), 370-379; ACS Nano, 2020, 14(10), 13004-13015; ACS Appl Mater Interfaces, 2016, 8(40), 26630-26637).As such, radioactive isotopes such as 18 F, 64 Cu, 89 Zr, 90 Y, 177 Lu, and 131 I can generate Cherenkov luminescence, and photodynamic therapy without external light irradiation by grafting with a photosensitizer. , PDT) is being researched. Until now, studies evaluating the PDT effect through Cherenkov radiation energy transfer by loading radioactive isotopes such as 64 Cu, 89 Zr, and 18 F and photosensitizers on one platform have been preceded ( Nat Nanotechnol , 2015, 10(4) , 370-379; ACS Nano , 2020, 14(10), 13004-13015; ACS Appl Mater Interfaces , 2016, 8(40), 26630-26637).

그러나, 이러한 종래의 기술들은 방사성동위원소를 암에 전달할 때 표적 모이어티(targeting moiety)를 사용하지 않아서 암의 방사성동위원소 축적이 효율적이지 않을 뿐만 아니라, 1개의 platform에 방사성동위원소 및 감광제가 함께 탑재되어 있기 때문에 암 도달 및 축적 전에 발생하는 활성산소에 의해서 정상조직이 피해를 입을 수 있는 문제점이 존재한다.However, these conventional techniques do not use a targeting moiety when delivering a radioisotope to a cancer, so that the radioisotope accumulation in the cancer is not efficient, and the radioisotope and photosensitizer are together on one platform. Since it is loaded, there is a problem that normal tissues can be damaged by active oxygen generated before cancer reaches and accumulates.

이에, 본 발명의 발명자들은 암 세포를 표적하는 항체에 방사성동위원소가 표지된 화합물과 감광제(또는 감광제의 전구체)를 각각 주입하면 정상조직에 대한 피해를 최소화하고 별도의 빛 조사 없이도 치료효과를 극대화할 수 있는 광역동 치료를 구현할 수 있음에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the inventors of the present invention minimized damage to normal tissue and maximized the therapeutic effect without separate light irradiation by injecting a radioisotope-labeled compound and a photosensitizer (or a precursor of the photosensitizer) into an antibody targeting cancer cells, respectively. Focusing on the possibility of realizing photodynamic therapy that can be performed, the present invention has been completed.

대한민국 특허 등록 공보 제10-1918205호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1918205

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 하기 화학식 1의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 감광제(photosensitizer) 또는 감광제의 전구체를 포함하는 광역동 치료용 조성물을 제공하는 것이다:An embodiment of the present invention for solving the above problems is a compound of Formula 1 or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And to provide a composition for photodynamic therapy comprising a photosensitizer or a precursor of the photosensitizer:

[화학식 1][Formula 1]

R-L-AbR-L-Ab

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R은 방사성동위원소이고,R is a radioactive isotope,

L은 킬레이터(chelator) 또는 직접 결합이며,L is a chelator or a direct bond;

Ab는 항체이다.Ab is an antibody.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예는, 상기 광역동 치료용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another embodiment of the present invention to solve the above problems is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer comprising the composition for photodynamic therapy as an active ingredient.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예는, 상기광역동 치료용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.Another embodiment of the present invention to solve the above problems is to provide a food composition for preventing or improving cancer containing the composition for photodynamic therapy as an active ingredient.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예는, (a) 상기 광역동 치료용 조성물을 인간을 제외한 대상체 또는 생체 외(in vtro)에서 대상체에게 투여하는 단계를 포함하고, 빛의 조사없이 수행되는 것인, 광역동 치료방법을 제공하는 것이다.Another embodiment of the present invention to solve the above problems, (a) comprising the step of administering the composition for photodynamic therapy to a subject other than a human or in vitro ( in vitro ), It is to provide a photodynamic treatment method that is performed without irradiation of.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems that are not mentioned will become clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.

광역동 치료용 조성물Photodynamic therapy composition

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위해, 하기 화학식 1의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 감광제(photosensitizer) 또는 감광제의 전구체를 포함하는 광역동 치료용 조성물이 제공된다:According to one embodiment of the present invention, in order to solve the above-described technical problem, the compound of Formula 1 or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And a composition for photodynamic therapy comprising a photosensitizer or a precursor of the photosensitizer is provided:

[화학식 1][Formula 1]

R-L-AbR-L-Ab

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R은 방사성동위원소이고,R is a radioactive isotope,

L은 킬레이터(chelator) 또는 직접 결합이며,L is a chelator or a direct bond;

Ab는 항체이다.Ab is an antibody.

종래에는, 방사성동위원소가 주변 매개체와 반응하여 발생하는 체렌코프방사(Cerenkov Luminescence)를 감광제의 여기(excitation) 소스로 이용하여 외부의 빛 조사없이 광역동 치료(photodynamic therapy, PDT)를 구현하는 연구가 진행되었다. 이와 관련하여, 현재까지는 64Cu, 89Zr, 18F 등의 방사성동위원소와 감광제를 1개의 플랫폼(platform)에 탑재하여 체렌코프 방사 에너지 전달을 통한 PDT 효과를 평가한 연구들이 선행된 바 있다. Conventionally, research to implement photodynamic therapy (PDT) without external light irradiation by using Cherenkov Luminescence, which is generated by the reaction of radioactive isotopes with surrounding media, as an excitation source for photosensitizers. has progressed In this regard, up to now, studies evaluating the PDT effect through Cherenkov radiation energy transfer by loading radioactive isotopes such as 64 Cu, 89 Zr, and 18 F and a photosensitizer on one platform have been preceded.

그러나, 이러한 종래의 기술들은 방사성동위원소를 암에 전달할 때 표적 모이어티(targeting moiety)를 사용하지 않아서 암의 방사성동위원소 축적이 효율적이지 않을 뿐만 아니라, 1개의 플랫폼에 방사성동위원소 및 감광제가 함께 탑재되어 있기 때문에 암 도달 및 축적 전에 발생하는 활성산소에 의해서 정상조직이 피해를 입을 수 있는 문제점이 존재하였다.However, these conventional techniques do not use a targeting moiety when delivering a radioisotope to a cancer, so that the radioisotope accumulation in the cancer is not efficient, and the radioisotope and photosensitizer are combined in one platform. Since it is mounted, there is a problem that normal tissues can be damaged by active oxygen generated before reaching and accumulating cancer.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 광역동 치료용 조성물을 이용하여, 정상조직에 대한 피해를 최소화하고, 별도의 빛 조사 없이도 치료효과를 극대화할 수 있는 광역동 치료를 구현하고, 이러한 광역동 치료방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, in the present invention, using the composition for photodynamic therapy, minimizing damage to normal tissue and implementing photodynamic therapy capable of maximizing the therapeutic effect without separate light irradiation, It is intended to provide a photodynamic treatment method.

이하, 도 1을 통하여 본 발명에 따른 광역동 치료(photodynamic therapy, PDT)의 메커니즘을 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the mechanism of photodynamic therapy (PDT) according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 .

종래의 빛을 사용하는 광역동 치료는 특정파장의 빛(light)에 의해서 여기(excitation)된 감광제(photosensitizer, PS)가 산소와 반응하여 일중항 산소(1O2) 등의 활성산소(ROS)를 발생시켜 주변 세포를 사멸시킬 수 있다. 이 때, 상기 주변 세포가 암세포인 경우, 생성된 활성산소는 암 세포를 사멸시킬 수 있다. PDT는 여드름, 진균감염, 및 암 치료에 활용되기는 하였으나, 암 치료의 경우 빛 투과의 한계 때문에 표재성 암(superficial cancer) 및 내시경 광원이 접근 가능한 암(endoscopic light source accessible cancer)에 대해서만 선택적으로 활용되는 문제점이 존재하였다. In photodynamic therapy using conventional light, a photosensitizer (PS) excited by light of a specific wavelength reacts with oxygen to form active oxygen (ROS) such as singlet oxygen ( 1 O 2 ). can cause the death of surrounding cells. At this time, when the surrounding cells are cancer cells, the generated active oxygen can kill the cancer cells. Although PDT has been used for acne, fungal infection, and cancer treatment, in the case of cancer treatment, it is selectively used only for superficial cancer and endoscopic light source accessible cancer due to limitations in light transmission. A problem existed.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광역동 치료는 우선적으로, 암 세포내에 감광제, 구체적으로 감광제의 전구체(precursor)의 흡수를 통하여 감광제의 축적을 유도함과 동시에, 방사성동위원소-항체 플랫폼(예. 64Cu-Trastuzumab)의 항체에 의한 표적화를 통하여 암 세포내에 방사성동위원소의 축적을 최대화할 수 있다.Referring to FIG. 1, the photodynamic therapy according to the present invention preferentially induces the accumulation of a photosensitizer through the absorption of a photosensitizer, specifically a precursor of the photosensitizer, into cancer cells, and at the same time, a radioisotope-antibody platform (e.g. 64 Cu-Trastuzumab) can maximize the accumulation of radioactive isotopes in cancer cells through targeting with antibodies.

그런 다음, 암 세포내 축적된 방사성동위원소는 주변 매개체와 반응하여 체렌코프 발광을 발생시키고, 발생된 체렌코프 발광을 감광제의 여기(excitation) 소스로 이용하여 외부의 빛 조사없이 광역동 치료(photodynamic therapy, PDT)를 구현할 수 있다.Then, the radioactive isotope accumulated in the cancer cells reacts with the surrounding medium to generate Cherenkov emission, and uses the generated Cherenkov emission as an excitation source of the photosensitizer to perform photodynamic therapy without external light irradiation. therapy, PDT) can be implemented.

보다 구체적으로, 상기 암 세포내 축적된 감광제는 체렌코프 발광에 의해 여기된 후, 산소와 반응하여 일중항 산소(1O2) 등의 활성산소(ROS)를 발생시켜 암 세포를 사멸시킬 수 있다. More specifically, the photosensitizer accumulated in the cancer cells is excited by Cherenkov light emission and then reacts with oxygen to generate reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen ( 1 O 2 ) to kill cancer cells. .

이와 같이, 본 발명에 따른 광역동 치료용 조성물은 상기한 메커니즘을 통하여, 빛 투과의 한계로 인하여 표재성 암 및 내시경 광원이 접근 가능한 암에 대해서만 선택적으로 활용되었던 종래 기술과 대비하여, 빛의 조사 없이도 몸 속 깊은 곳에 존재하는 암에 대해서도 광역동 치료를 적용할 수 있어 치료효과가 극대화될 뿐만 아니라, 두 가지 플랫폼(방사성동위원소-항체, 및 감광제 또는 감광제의 전구체)을 사용함으로써 암 도달 및 축적 전에 활성산소의 발생이 없어 정상조직에 대한 피해를 최소화하는 효과가 있다.As such, the composition for photodynamic therapy according to the present invention, through the above mechanism, can be used without light irradiation, in contrast to the prior art, which has been selectively used only for superficial cancer and cancer accessible to an endoscope light source due to limitations in light transmission. Photodynamic therapy can be applied even to cancer that exists deep in the body, maximizing the therapeutic effect, and using two platforms (radioisotope-antibody and photosensitizer or photosensitizer precursor) before cancer reaches and accumulates. It has the effect of minimizing damage to normal tissues because there is no generation of active oxygen.

상기 방사성동위원소-항체 플랫폼은 방사성동위원소 및 항체를 결합시키는 킬레이터에 의하여 결합된 것일 수 있다. 또한, 상기 항체에 표지되는 방사성동위원소의 종류에 따라 상기 킬레이터가 방사성동위원소 상에 부착(결합)되지 않을 수도 있다.The radioisotope-antibody platform may be coupled by a chelator that binds the radioisotope and the antibody. Also, depending on the type of radioisotope labeled on the antibody, the chelator may not be attached (bound) to the radioisotope.

본 발명의 화학식 1의 화합물은 1개 이상의 비대칭 탄소를 함유할 수 있으며, 이에 따라 라세미체, 라세믹 혼합물, 단일의 에난티오머, 부분입체이성체 혼합물 및 각각의 부분입체이성체로서 존재할 수 있다.The compounds of Formula 1 of the present invention may contain one or more asymmetric carbons and thus may exist as racemates, racemic mixtures, single enantiomers, diastereomeric mixtures and individual diastereomers.

이러한 이성질체는 종래 기술, 예를 들어 화학식 1의 화합물은 관크로마토그래피 또는 HPLC 등의 분할에 의해 분리가 가능하다. 또는, 화학식 1로 표시되는 화합물 각각의 입체 이성질체는 공지된 배열의 광학적으로 순수한 출발 물질 및/또는 시약을 사용하여 입체 특이적으로 합성할 수 있다.These isomers can be separated by conventional techniques, for example, the compound of Formula 1 is separated by column chromatography or HPLC. Alternatively, each stereoisomer of the compound represented by Formula 1 can be stereospecifically synthesized using optically pure starting materials and/or reagents of known arrangement.

본 발명에서, 약학적으로 허용가능한 염은 의약업계에서 통상적으로 사용되는 염을 의미하며, 예를 들어 칼슘, 포타슘, 소듐 및 마그네슘 등으로 제조된 무기이온염, 염산, 질산, 인산, 브롬산, 요오드산, 과염소산 및 황산 등으로 제조된 무기산염; 아세트산, 트라이플루오로아세트산, 시트르산, 말레인산, 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산, 만데르산, 프로피온산, 젖산, 글리콜산, 글루콘산, 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산, 글루쿠론산, 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 하이드로 아이오딕산 등으로 제조된 유기산염; 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산 및 나프탈렌설폰산 등으로 제조된 설폰산염; 글리신, 아르기닌, 라이신 등으로 제조된 아미노산염; 및 트리메틸아민, 트라이에틸아민, 암모니아, 피리딘, 피콜린 등으로 제조된 아민염 등이 있으나, 열거된 이들 염에 의해 본 발명에서 의미하는 염의 종류가 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the pharmaceutically acceptable salt refers to a salt commonly used in the pharmaceutical industry, for example, an inorganic ion salt prepared from calcium, potassium, sodium and magnesium, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, bromic acid, inorganic acid salts prepared from iodic acid, perchloric acid and sulfuric acid; Acetic acid, trifluoroacetic acid, citric acid, maleic acid, succinic acid, oxalic acid, benzoic acid, tartaric acid, fumaric acid, manderic acid, propionic acid, lactic acid, glycolic acid, gluconic acid, galacturonic acid, glutamic acid, glutaric acid, glucuronic acid, aspartic acid organic acid salts prepared from acids, ascorbic acid, carbonic acid, vanillic acid, hydroiodic acid, and the like; sulfonic acid salts prepared from methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid; amino acid salts made of glycine, arginine, lysine, and the like; and amine salts prepared with trimethylamine, triethylamine, ammonia, pyridine, picoline, etc., but the types of salts meant in the present invention are not limited by these listed salts.

상기 화학식 1에서, R은 방사성동위원소일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 방사성동위원소는 Cu-64, Cu-67, Ga-68, Zr-89, Lu-177, Y-90, In-111, I-123, I-124 및 I-131로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 광역동 치료용 조성물의 용도에 따라 적절한 방사성동위원소를 선택할 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 방사성동위원소는 Cu-64 또는 I-124일 수 있으며, 이 경우 다른 종류의 방사성동위원소를 포함하는 경우에 비하여 우수한 암 세포 사멸효과를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 방사성동위원소는 상기 킬레이터에 배위 결합된 것일 수 있다. In Formula 1, R may be a radioactive isotope. As a specific example, the radioisotope is a group consisting of Cu-64, Cu-67, Ga-68, Zr-89, Lu-177, Y-90, In-111, I-123, I-124 and I-131. It may be one or more selected from, but is not limited thereto, and an appropriate radioisotope may be selected according to the use of the composition for photodynamic therapy. As a more specific example, the radioactive isotope may be Cu-64 or I-124, and in this case, an excellent cancer cell killing effect may be exhibited compared to cases containing other types of radioactive isotopes. In addition, the radioisotope may be coordinately bonded to the chelator.

상기 화학식 1에서 L은 킬레이터(chelator) 또는 직접 결합일 수 있다. 구체적인 예로, 상기 킬레이터는 DOTA(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris(tbu)DOTA, HBED-CC-TFP ester, DTPA(Diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA(1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid), NODAGA(1,4,7-Triazacyclononane,1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A(1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11-diacetic acid), PCTA(3,6,9,15-tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9,-triacetic acid), 및 DFO(Deferrioxamine)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 광역동 치료용 조성물의 용도에 따라 적절한 킬레이터를 선택할 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 킬레이터는 DOTA(CAS NO.: 60239-18-1), 구체적으로 DOTA-NHS ester(CAS No.:1823122-52-6) 또는 p-SCN-Bn-DOTA(CAS No.: 127985-74-4)일 수 있으며, 이 경우 다른 종류의 킬레이터를 포함하는 경우에 비하여 암 세포내에 방사성동위원소의 축적 효과를 향상시킬 수 있다.In Formula 1, L may be a chelator or a direct bond. As a specific example, the chelator is DOTA (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris (tbu) DOTA, HBED-CC-TFP ester, DTPA (diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA (1,4,7-triazacyclononane- 1,4,7-triacetic acid), NODAGA (1,4,7-Triazacyclononane, 1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N', N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A (1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11 -diacetic acid), PCTA (3,6,9,15-tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9,-triacetic acid), and DFO (Deferrioxamine). It may be one or more selected from, but is not limited thereto, and an appropriate chelator may be selected according to the use of the composition for photodynamic therapy. As a more specific example, the chelator is DOTA (CAS NO.: 60239-18-1), specifically DOTA-NHS ester (CAS No.: 1823122-52-6) or p-SCN-Bn-DOTA (CAS No. : 127985-74-4), and in this case, the accumulation effect of radioactive isotopes in cancer cells can be improved compared to the case of including other types of chelators.

상기 킬레이터는 금속원자와 착체를 형성하는 분자를 의미하며, 이때 상기 착체는 생리학적 조건하에서 안정한 것이다. 구체적으로, 상기 킬레이터는 방사성동위원소에 합성되어 생리학적으로 안정한 것일 수 있다.The chelator refers to a molecule forming a complex with a metal atom, wherein the complex is stable under physiological conditions. Specifically, the chelator may be synthesized with a radioactive isotope and be physiologically stable.

상기 화학식 1에서, Ab는 항체이다. 구체적인 예로, 상기 항체는 트라스투주맙(trastuzumab), 퍼투주맙(pertuzumab), 세투시맙(cetuximab), 리투시맙(rituximab), 브렌투시맙(brentuximab) 및 파니투무맙(panitumumab)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 광역동 치료용 조성물의 용도에 따라 적절한 항체를 선택할 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상기 항체는 트라스주맙일 수 있으며, 이 경우 HER2 발현 암 세포내에서 표적화가 우수한 효과가 있다. 상기 HER2 발현 암은 유방암 또는 위암일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.In Formula 1, Ab is an antibody. As a specific example, the antibody is from the group consisting of trastuzumab, pertuzumab, cetuximab, rituximab, brentuximab and panitumumab. It may be one or more selected, but is not limited thereto, and an appropriate antibody may be selected according to the purpose of the composition for photodynamic therapy. As a more specific example, the antibody may be trasuzumab, and in this case, the antibody has excellent targeting effect in HER2-expressing cancer cells. The HER2-expressing cancer may be breast cancer or gastric cancer, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 감광제 또는 감광제의 전구체는 5-아미노레불린산(5-aminolevulinic acid, 5-ALA), 프로토포르피린 IX(protoporphyrin IX, PPIX), 클로린e6(chlorin e6, Ce6), 메틸-아미노레불린산(methylaminolevulinate, MAL), 헥실-아미노레불린산(hexylaminolevulinate, HAL) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 광역동 치료용 조성물의 용도에 따라 적절한 감광제 또는 감광제의 전구체를 선택할 수 있다. 구체적인 예로, 본 발명에 따른 광역동 치료용 조성물은 감광제의 전구체를 포함할 수 있으며, 상기 감광제의 전구체는 5-ALA일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the photosensitizer or the precursor of the photosensitizer is 5-aminolevulinic acid (5-ALA), protoporphyrin IX (PPIX), chlorine e6 (Ce6) ), methyl-aminolevulinate (MAL), hexyl-aminolevulinic acid (hexylaminolevulinate, HAL), and one or more selected from the group consisting of derivatives thereof, but is not limited thereto, and photodynamic therapeutic composition An appropriate photosensitizer or a precursor of the photosensitizer may be selected according to the use of the photosensitizer. As a specific example, the composition for photodynamic therapy according to the present invention may include a precursor of a photosensitizer, and the precursor of the photosensitizer may be 5-ALA.

상기한 종류의 감광제 또는 감광제의 전구체는 암세포에 과발현되어 있는 수용체를 통해 암 조직에 선택적으로 축적되는 것일 수 있다.The photosensitizer or precursor of the photosensitizer may be selectively accumulated in cancer tissues through receptors overexpressed in cancer cells.

상기 5-ALA 및 이의 유도체는 감광제의 전구체로서, 물에 잘 녹지않고 그 자체로는 세포내에 축적되지 않는 일반 감광제와 비교 시, 물에 잘 녹아 in vivo 적용이 용이하고, 암 세포내에 흡수된 후 미토콘드리아내에서 프로토포르피린 IX(PPIX) 감광제로 전환될 수 있다. 구체적으로, 상기 PPIX 분자는 효소 ferrochelatase(FECH)에 의해 철과 킬레이트화하여 Heme를 생산할 수 있는데, 암 세포에서는 효소(FECH)의 활성이 없거나 감소되어 PPIX가 암 세포내에 축적될 수 있다(도 2참조).5-ALA and its derivatives are precursors of photosensitizers, and compared to general photosensitizers, which are insoluble in water and do not accumulate in cells by themselves, they dissolve well in water and are easily applied in vivo, and are absorbed into cancer cells after being absorbed into cancer cells. It can be converted into protoporphyrin IX (PPIX) photosensitizer in the mitochondria. Specifically, the PPIX molecule can be chelated with iron by the enzyme ferrochelatase (FECH) to produce heme. In cancer cells, the activity of the enzyme (FECH) is absent or reduced, so PPIX can accumulate in cancer cells (FIG. 2). reference).

상기한 바와 같이, 암 세포내에서 축적이 용이하지 않은 일반 감광제에 비하여 5-ALA 및 이의 유도체는 암 세포내에서 감광제(PPIX)로 전환된 후 축적됨으로써, 암 세포에 도달 및 축적되기 전에 활성산소의 발생을 최소화하여 정상조직의 피해를 줄이는 효과가 있다.As described above, compared to general photosensitizers that are not easily accumulated in cancer cells, 5-ALA and its derivatives are converted into photosensitizers (PPIX) in cancer cells and then accumulated, thereby releasing active oxygen before reaching and accumulating in cancer cells. It has the effect of reducing damage to normal tissues by minimizing the occurrence of

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광역동 치료용 조성물은 빛의 조사없이 암의 광역동 치료(photodynamic therapy)에 사용하기 위한 것일 수 있으며, 상기 암은 유방암, 위암, 난소암, 뇌암, 자궁암, 자궁내막암, 췌장암, 신장암, 복막암 및 폐암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 암은 유방암 또는 위암일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 암은 유방암일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the composition for photodynamic therapy may be used for photodynamic therapy of cancer without light irradiation, and the cancer is breast cancer, stomach cancer, ovarian cancer, brain cancer, and uterine cancer. , It may be selected from the group consisting of endometrial cancer, pancreatic cancer, kidney cancer, peritoneal cancer and lung cancer. Specifically, the cancer may be breast cancer or gastric cancer. More specifically, the cancer may be breast cancer.

광역동 치료용 조성물의 용도Use of composition for photodynamic therapy

본 발명은 상기 광역동 치료용 조성물의 용도를 제공한다.The present invention provides a use of the composition for photodynamic therapy.

본 발명은 상기 광역동 치료용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer comprising the composition for photodynamic therapy as an active ingredient.

상기 암은 유방암, 위암, 난소암, 뇌암, 자궁암, 자궁내막암, 췌장암, 신장암, 복막암 및 폐암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 암은 유방암 또는 위암일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 암은 유방암일 수 있다.The cancer may be selected from the group consisting of breast cancer, stomach cancer, ovarian cancer, brain cancer, uterine cancer, endometrial cancer, pancreatic cancer, kidney cancer, peritoneal cancer, and lung cancer. Specifically, the cancer may be breast cancer or gastric cancer. More specifically, the cancer may be breast cancer.

본 발명의 약학적 조성물은 투여를 위해서 상기 광역동 치료용 조성물 외에 추가로 약학적으로 허용가능한 담체를 1 종 이상 더 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 담체는 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 따라서, 본 발명의 약학적 조성물은 패치제, 액제, 환약, 캡슐, 과립, 정제, 좌제 등일 수 있다. 이들 제제는 당 분야에서 제제화에 사용되는 통상의 방법 또는 Remington's Pharmaceutical Science(최근판), Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법으로 제조될 수 있으며 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 다양한 제제로 제제화될 수 있다.For administration, the pharmaceutical composition of the present invention may further include at least one pharmaceutically acceptable carrier in addition to the composition for photodynamic therapy. A pharmaceutically acceptable carrier may be a mixture of saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and one or more of these components, and, if necessary, antioxidants and buffers. , bacteriostatic agents and other conventional additives may be added. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants may be additionally added to prepare formulations for injections such as aqueous solutions, suspensions, and emulsions, pills, capsules, granules, or tablets. Accordingly, the pharmaceutical composition of the present invention may be a patch, liquid, pill, capsule, granule, tablet, suppository or the like. These formulations may be prepared by a conventional method used for formulation in the art or a method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science (recent edition), Mack Publishing Company, Easton PA, and formulated into various formulations depending on each disease or component It can be.

본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여 (예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환 종류 및 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다. 본 발명의 약학적 조성물의 일일 투여량은 약 0.01 내지 1000 ㎎/㎏ 이고, 바람직하게는 0.1 내지 100 ㎎/㎏ 이며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally (for example, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically applied) depending on the desired method, and the dosage is determined by the patient's body weight, age, sex, The range varies according to health status, diet, administration time, administration method, excretion rate, and type and severity of disease. The daily dose of the pharmaceutical composition of the present invention is about 0.01 to 1000 mg/kg, preferably 0.1 to 100 mg/kg, and may be administered once or several times a day.

본 발명의 약학적 조성물은 상기 광역동 치료용 조성물 외에 동일 또는 유사한 약효를 나타내는 유효성분을 1 종 이상 더 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may further contain at least one active ingredient exhibiting the same or similar medicinal effect in addition to the composition for photodynamic therapy.

본 발명은 상기 광역동 치료용 조성물의 치료학적으로 유효한 양을 인간을 포함하는 포유류에 투여하는 단계를 포함하는, 암 치료 또는 예방하는 방법을 제공한다. The present invention provides a method for treating or preventing cancer, comprising administering a therapeutically effective amount of the composition for photodynamic therapy to a mammal, including a human.

본 발명에서 사용되는 “치료학적으로 유효한 양”이라는 용어는 암의 예방 또는 치료에 유효한 상기 광역동 치료용 조성물의 양을 나타낸다.The term "therapeutically effective amount" used in the present invention refers to an amount of the composition for photodynamic therapy effective for preventing or treating cancer.

본 발명의 치료방법은 상기 광역동 치료용 조성물을 투여함으로써, 징후의 발현 전에 질병 그 자체를 다룰 뿐만 아니라, 이의 징후를 저해하거나 피하는 것을 또한 포함한다. 질환의 관리에 있어서, 특정 활성 성분의 예방적 또는 치료학적 용량은 질병 또는 상태의 본성(nature)과 심각도, 그리고 활성 성분이 투여되는 경로에 따라 다양할 것이다. 용량 및 용량의 빈도는 개별 환자의 연령, 체중 및 반응에 따라 다양할 것이다. 적합한 용량 용법은 이러한 인자를 당연히 고려하는 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 선택될 수 있다. 또한, 본 발명의 치료방법은 상기 광역동 치료용 조성물과 함께 질환 치료에 도움이 되는 추가적인 활성 제제의 치료학적으로 유효한 양의 투여를 더 포함할 수 있으며, 추가적인 활성제제는 상기 광역동 치료용 조성물과 함께 시너지 효과 또는 보조적 효과를 나타낼 수 있다.The treatment method of the present invention includes not only addressing the disease itself prior to the onset of symptoms, but also inhibiting or avoiding its symptoms, by administering the photodynamic therapeutic composition. In the management of disease, the prophylactic or therapeutic dose of a particular active ingredient will vary depending on the nature and severity of the disease or condition and the route by which the active ingredient is administered. Dosage and frequency of dosing will vary according to the age, weight and response of the individual patient. A suitable dosage regimen can be readily selected by those skilled in the art who take these factors into account. In addition, the treatment method of the present invention may further include the administration of a therapeutically effective amount of an additional active agent helpful for disease treatment together with the photodynamic treatment composition, and the additional active agent is the photodynamic treatment composition Together with can exhibit synergistic or auxiliary effects.

또한, 본 발명은 상기 광역동 치료용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a food composition for preventing or improving cancer comprising the composition for photodynamic therapy as an active ingredient.

상기 암은 유방암, 위암, 난소암, 뇌암, 자궁암, 자궁내막암, 췌장암, 신장암, 복막암 및 폐암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 암은 유방암 또는 위암일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 암은 유방암일 수 있다.The cancer may be selected from the group consisting of breast cancer, stomach cancer, ovarian cancer, brain cancer, uterine cancer, endometrial cancer, pancreatic cancer, kidney cancer, peritoneal cancer, and lung cancer. Specifically, the cancer may be breast cancer or gastric cancer. More specifically, the cancer may be breast cancer.

본 발명의 식품 조성물은 건강기능식품으로서 사용될 수 있다. 상기 "건강기능식품"이라 함은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.The food composition of the present invention can be used as a health functional food. The term “health functional food” refers to food manufactured and processed using raw materials or ingredients having functional properties useful for the human body in accordance with the Health Functional Food Act No. 6727, and “functional” refers to the structure of the human body. And it refers to intake for the purpose of obtaining useful effects for health purposes such as regulating nutrients for functions or physiological functions.

본 발명의 식품 조성물은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 상기 "식품 첨가물"로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안정청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.The food composition of the present invention may contain conventional food additives, and the suitability as the "food additive" is determined in accordance with the General Rules of the Code of Food Additives and General Test Methods approved by the Korea Food and Drug Administration, unless otherwise specified. It is judged according to the standards and standards for

본 발명의 식품 조성물은 암의 예방 및/또는 개선을 목적으로, 조성물 총 중량에 대하여 상기 방사성동위원소가 표지된 항체 및 감광제(또는 감광제의 전구체), 또는 상기 광역동 치료용 조성물을 0.01 내지 95 %, 바람직하게는 1 내지 80 % 중량백분율로 포함할 수 있다. 또한, 암 관련 질환의 예방 및/또는 개선을 목적으로, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환, 음료 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.For the purpose of preventing and/or improving cancer, the food composition of the present invention contains the radioisotope-labeled antibody and photosensitizer (or photosensitizer precursor), or the photodynamic therapeutic composition in an amount of 0.01 to 95% based on the total weight of the composition. %, preferably from 1 to 80% by weight percentage. In addition, for the purpose of preventing and/or improving cancer-related diseases, it can be manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, beverages, and the like.

상기 용어 “예방,” “치료,” “약학적 조성물,” 등의 용어는 특별하게 정의되지 않는한 모두 동일하게 정의된다.The terms “prevention,” “treatment,” “pharmaceutical composition,” and the like are all defined the same unless specifically defined.

또한, 본 발명은 (a) 본 발명에 따른 광역동 치료용 조성물을 인간을 제외한 대상체 또는 생체 외(in vtro)에서 대상체에게 투여하는 단계를 포함하는 광역동 치료방법을 제공한다. 상기 광역동 치료방법은 빛의 조사없이 수행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a photodynamic treatment method comprising the step of (a) administering the composition for photodynamic treatment according to the present invention to a subject other than a human or in vitro . The photodynamic treatment method is characterized in that it is performed without irradiation of light.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계 이후, (b) 상기 조성물을 대상체의 목표 세포 내에 축적시키는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, after step (a), (b) accumulating the composition in target cells of the subject may be further included.

이 때, 상기 감광제(또는 감광제의 전구체)의 농도 10 내지 20 mM, 10 내지 18 mM 또는 10 내지 15 mM이고, 상기 (b) 단계는 1 내지 24 시간, 2 내지 10 시간 또는 3 내지 5 시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 상기한 감광제(또는 감광제의 전구체) 농도 범위 및 (b) 단계의 수행시간 범위 내에서는 감광제의 축적이 향상되는 효과가 있다. 구체적으로, 상기 감광제의 전구체로서 5-ALA를 사용할 경우 감광제의 축적이 보다 향상되어 치료효과를 극대화할 수 있다. At this time, the concentration of the photosensitizer (or precursor of the photosensitizer) is 10 to 20 mM, 10 to 18 mM, or 10 to 15 mM, and the step (b) is performed for 1 to 24 hours, 2 to 10 hours, or 3 to 5 hours. It may be performed, and within the concentration range of the photosensitizer (or the precursor of the photosensitizer) and the execution time range of step (b), there is an effect of improving the accumulation of the photosensitizer. Specifically, when 5-ALA is used as a precursor of the photosensitizer, the accumulation of the photosensitizer is further improved, thereby maximizing the therapeutic effect.

상기 목표 세포는 암 세포일 수 있으며, 구체적으로 유방암 또는 위암 세포일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The target cells may be cancer cells, specifically breast cancer or gastric cancer cells, but are not limited thereto.

본 발명의 조성물, 용도, 치료방법에서 언급된 사항은 서로 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.Matters mentioned in the composition, use, and treatment method of the present invention are equally applied unless contradictory to each other.

본 발명에 따른 광역동 치료용 조성물은 암 표적화 항체를 이용하여 암 세포내에서 방사성동위원소의 축적을 최대화하고, 감광제 자체가 아닌 감광제 전구체를 포함하여 암 세포내에서 감광제의 축적을 유도함으로써 정상조직에 대한 피해를 최소화하면서, 별도의 빛 조사 없이도 광역동 치료의 치료효과를 극대화할 수 있다.The composition for photodynamic therapy according to the present invention maximizes the accumulation of radioactive isotopes in cancer cells using cancer-targeting antibodies and induces the accumulation of photosensitizers in cancer cells by including photosensitizer precursors instead of the photosensitizer itself, thereby inducing the accumulation of photosensitizers in normal tissues. It is possible to maximize the therapeutic effect of photodynamic therapy without separate light irradiation while minimizing damage to the skin.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 본 발명에 따른 광역동 치료용 조성물을 이용한 광역동 치료방법의 메커니즘을 도시한 이미지이다.
도 2는 5-ALA의 외부 주입 시 세포내에서 프로토포르피린 IX(protoporphyrin IX, PPIX) 및 heme이 생성되는 메커니즘을 도시한 이미지이다.
도 3은 (a) 트라스투주맙(trastuzumab) 및 (b) 본 발명의 실시예 1로부터 합성된 DOTA-Trastuzumab의 말디토프(MALDI-TOF) 측정 결과 그래프, 및 (c) 결과 표이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1로부터 합성된 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 유방암 세포주(BT-474)에 대한 Kd 값을 구하기 위해 (a) 세포주에 처리된 총 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 양과 세포와 결합한 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 양을 비교한 그래프 및 (b) 이의 Scatchard plot, 그리고 면역반응 분획(immunoreactive fraction)을 구하기 위해 (c) 세포 수에 따른 세포-결합 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 양 변화를 나타낸 그래프와 (d) 이의 double inverse plot, 및 (e) 합성된 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 화학구조를 나타낸 모식도이다.
도 5는 유방암 세포주(BT-474)에 5-ALA 처리 시 (a~d) 5-ALA 농도에 따른 PPIX 형광 이미지, 및 (e) 시간 경과에 따른 PPIX 형광 스펙트럼이다[5-ALA (a) 0 mM, (b) 3 mM, (c) 6 mM, (d) 12 mM, (e) 12 mM].
도 6은 위암(NCI-N87) 마우스 모델에 5-ALA 정맥 주입(i.v. injection) 시 시간 경과에 따른 (a~d) PPIX 형광이미지 및 (e) 평균 빛의 방사(radiance) 세기를 나타낸 그래프이다[(a) 1 시간, (b) 3시간, (c) 6 시간, (d) 9 시간].
도 7은 위암(NCI-N87) 마우스 모델에 5-ALA 복강내 주입(i.p. injection) 시 시간 경과에 따른 (a~d) PPIX 형광이미지 및 (e) 평균 빛의 방사(radiance) 세기를 나타낸 그래프이다[(a) 1 시간, (b) 4시간, (c) 5 시간, (d) 9 시간].
도 8은 64Cu의 방사능(radioactivity) 세기에 따른 체렌코프 발광(Cerenkov luminescence) 세기를 나타낸 (a) 이미지 및 (b) 그래프이고, PPIX 농도에 따른 64Cu-기반 체렌코프 발광 세기의 변화를 나타낸 (c) 이미지 및 (d) 그래프이다.
도 9는 음성 대조군 (Ctrl), 5-ALA(12mM) (Treatment 1), 64Cu(500μCi) (Treatment 2), 5-ALA(12mM)와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500μCi)을 차례로 처리한 군(Treatment 3), 및 5-ALA(12mM)와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500μCi)을 혼합하여 처리한 군(Treatment 4)에 대한 상대적인 유방암 세포 생존률을 나타낸 그래프이다.
도 10은 음성 대조군 (Control), 5-ALA 단독, Ce6 감광제 단독, 64Cu 단독, 64Cu-DOTA-Trastuzumab 단독, 5-ALA와 64Cu-DOTA-Trastuzumab 혼합, Ce6와 64Cu-DOTA-Trastuzumab 혼합, 124I 단독, 및 5-ALA와 124I-Trastuzumab 혼합의 처리에 따른 유방암 세포 생존률을 나타낸 그래프이다.
도 11은 위암(NCI-N87) 마우스 모델에 5-ALA 복강내 주입 및 64Cu-DOTA-trastuzumab 정맥 주입을 통한 암 세포의 성장을 시간 경과에 따라 나타낸 그래프이다.
1 is an image showing the mechanism of a photodynamic treatment method using a photodynamic treatment composition according to the present invention.
FIG. 2 is an image showing the mechanism by which protoporphyrin IX (PPIX) and heme are produced intracellularly upon external injection of 5-ALA.
3 is (a) a graph of trastuzumab and (b) a MALDI-TOF measurement result graph of DOTA-Trastuzumab synthesized from Example 1 of the present invention, and (c) a result table.
4 is a graph showing the Kd value of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab synthesized in Example 1 of the present invention for a breast cancer cell line (BT-474) (a) the total amount of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab and cells treated in the cell line A graph comparing the amount of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab combined with (b) its Scatchard plot, and to obtain the immunoreactive fraction (c) cell-bound 64 Cu-DOTA-Trastuzumab according to the number of cells A graph showing the amount change, (d) a double inverse plot thereof, and (e) a schematic diagram showing the chemical structure of the synthesized 64 Cu-DOTA-Trastuzumab.
Figure 5 shows (a-d) PPIX fluorescence images according to 5-ALA concentration and (e) PPIX fluorescence spectrum over time [5-ALA (a) 0 mM, (b) 3 mM, (c) 6 mM, (d) 12 mM, (e) 12 mM].
6 is a graph showing (a-d) PPIX fluorescence images and (e) average light radiance intensity over time when 5-ALA was injected intravenously into a gastric cancer (NCI-N87) mouse model. [(a) 1 hour, (b) 3 hours, (c) 6 hours, (d) 9 hours].
7 is a graph showing (a-d) PPIX fluorescence images and (e) average light radiance intensity over time upon intraperitoneal injection of 5-ALA into a gastric cancer (NCI-N87) mouse model. [(a) 1 hour, (b) 4 hours, (c) 5 hours, (d) 9 hours].
8 is (a) an image and (b) a graph showing the intensity of Cherenkov luminescence according to the intensity of radioactivity of 64 Cu, and shows the change in 64 Cu-based Cherenkov luminescence intensity according to PPIX concentration (c) image and (d) graph.
Figure 9 shows negative control (Ctrl), 5-ALA (12mM) (Treatment 1), 64 Cu (500μCi) (Treatment 2), 5-ALA (12mM) and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500μCi) treated in sequence. It is a graph showing relative breast cancer cell viability for the group (Treatment 3) and the group treated with a mixture of 5-ALA (12 mM) and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500 μCi) (Treatment 4).
Figure 10 is a negative control (Control), 5-ALA alone, Ce6 photosensitizer alone, 64 Cu alone, 64 Cu-DOTA-Trastuzumab alone, 5-ALA and 64 Cu-DOTA-Trastuzumab mixed, Ce6 and 64 Cu-DOTA-Trastuzumab It is a graph showing breast cancer cell viability according to the treatment of combination, 124 I alone, and 5-ALA and 124 I-Trastuzumab combination.
11 is a graph showing the growth of cancer cells over time through intraperitoneal injection of 5-ALA and intravenous injection of 64 Cu-DOTA-trastuzumab into a gastric cancer (NCI-N87) mouse model.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes of elements in the figures are exaggerated to emphasize clearer description.

<실시예><Example>

재료ingredient

5-aminolevulinic acid(5-ALA, Cat# A7793)는 Sigma-Aldrich에서, p-SCN-Bn-DOTA(Cat# B-205)는 Macrocyclics에서, trastuzumab(Herceptin®)은 Roche에서 구입하여 사용하였다. 64Cu와 124I는 한국원자력의학원 50MeV 가속기를 이용하여 생산되었다.5-aminolevulinic acid (5-ALA, Cat# A7793) was purchased from Sigma-Aldrich, p-SCN-Bn-DOTA (Cat# B-205) was purchased from Macrocyclics, and trastuzumab (Herceptin ® ) was purchased from Roche. 64 Cu and 124 I were produced using a 50 MeV accelerator at Korea Institute of Atomic Energy and Medicine.

실시예 1. 방사성동위원소 표지된 항체(방사성동위원소-항체)의 합성Example 1. Synthesis of radioisotope-labeled antibody (radioisotope-antibody)

(1) DOTA-Trastuzumab의 합성(1) Synthesis of DOTA-Trastuzumab

Trastuzumab(19.8 mg, 0.137 mmol)을 HEPES buffer(HEPES 50 mM / NaCl 150 mM, pH 8.6)에 녹인 후, p-SCN-Bn-DOTA(0.942 mg, 1.37 mmol)을 넣어 25 °C에서 16시간 반응하였다. 반응 후, 컨쥬게이션 되지 않은 p-SCN-Bn-DOTA를 Amicon Ultra centrifugal device(30K, Milipore)로 제거하고, DOTA-Trastuzumab을 PBS(pH 7.4)를 이용하여 filter로부터 분리하였다. 컨쥬게이션된 DOTA의 양은 MALDI-Mass(TOF/TOF™ 5800 System, Ab Sciex)를 이용한 질량비교를 통하여 얻었다. After dissolving trastuzumab (19.8 mg, 0.137 mmol) in HEPES buffer (HEPES 50 mM / NaCl 150 mM, pH 8.6), add p-SCN-Bn-DOTA (0.942 mg, 1.37 mmol) and react at 25 °C for 16 hours. did After the reaction, unconjugated p-SCN-Bn-DOTA was removed with an Amicon Ultra centrifugal device (30K, Milipore), and DOTA-Trastuzumab was separated from the filter using PBS (pH 7.4). The amount of conjugated DOTA was obtained through mass comparison using MALDI-Mass (TOF/TOF™ 5800 System, Ab Sciex).

도 3을 참조하면, 1 mol의 trastuzumab에 1.3 mol의 DOTA가 컨쥬게이션 되었음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , it can be confirmed that 1.3 mol of DOTA was conjugated to 1 mol of trastuzumab.

(2) DOTA-Trastuzumab의 (2) DOTA-Trastuzumab 6464 Cu 표지Cu cover

0.25 M NH4OAc, pH 5.0 buffer(12.6 mL)에 DOTA-Trastuzumab(166.7 mg, 4.6 mL PBS, pH 7.4)와 64Cu(500 mCi, 2.8 mL 0.01 M HCl 용액)를 순서대로 넣고 37 °C에서 30분 동안 반응하고, 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 방사화학적 순도는 radio-TLC(B-AR2000-1, Eckert & Ziegler)를 이용하여 확인하였다. Add DOTA-Trastuzumab (166.7 mg, 4.6 mL PBS, pH 7.4) and 64 Cu (500 mCi, 2.8 mL 0.01 M HCl solution) sequentially to 0.25 M NH 4 OAc, pH 5.0 buffer (12.6 mL) at 37 °C. After reacting for 30 minutes, the radiochemical purity of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab was confirmed using radio-TLC (B-AR2000-1, Eckert & Ziegler).

(3) Trastuzumab의 (3) Trastuzumab 124124 I 표지I cover

Iodination tube(Pierce™ Iodination tubes, Thermo Scientific)에 PBS(pH 7.4, 98.2 mL), trastuzumab(275 mg, 13.4 mL PBS, pH 7.4), 그리고 124I(550 mCi, 38.4 mL 0.1 M NaOH 용액)를 순서대로 넣고 37 °C에서 30분 동안 반응하고, 124I-trastuzumab의 방사화학적 순도는 radio-TLC(B-AR2000-1, Eckert & Ziegler)를 이용하여 확인하였다.PBS (pH 7.4, 98.2 mL), trastuzumab (275 mg, 13.4 mL PBS, pH 7.4), and 124 I (550 mCi, 38.4 mL 0.1 M NaOH solution) were placed in an iodination tube (Pierce™ Iodination tubes, Thermo Scientific) in that order. It was put as it was and reacted at 37 °C for 30 minutes, and the radiochemical purity of 124 I-trastuzumab was confirmed using radio-TLC (B-AR2000-1, Eckert & Ziegler).

(4) (4) 6464 Cu-DOTA-Trastuzumab의 Kd 값 및 immunoreactive fraction 평가Evaluation of Kd value and immunoreactive fraction of Cu-DOTA-Trastuzumab

Kd 값의 경우, BT-474 세포(2 × 106 cells, 1%의 BSA가 포함된 PBS)를 다양한 농도의 64Cu-DOTA-Trastuzumab(0.27 ~ 68.96 nM)과 4 °C에서 3시간 동안 incubation한 후, 세포와 결합하지 않은 64Cu-DOTA-Trastuzumab을 PBS로 씻어내고 총 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 양과 세포와 결합한 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 양을 비교한 그래프 및 이의 Scatchard plot(도 4a,b 참조)을 이용하여 Kd 값을 도출하였다(Kd = 17.03 nM).For Kd values, BT-474 cells (2 × 10 6 cells, PBS containing 1% BSA) were incubated with various concentrations of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab (0.27 ~ 68.96 nM) at 4 °C for 3 hours. After that, 64 Cu-DOTA-Trastuzumab not bound to cells was washed away with PBS, and a graph comparing the total amount of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab and the amount of 64 Cu-DOTA-Trastuzumab bound to cells and its Scatchard plot (Fig. 4a , b) was used to derive the Kd value (Kd = 17.03 nM).

Immunoreactive fraction의 경우, 64Cu-DOTA-Trastuzumab(20 nM)을 다양한 수의 BT-474 세포(0.059 ~ 15.0 × 106 cells, 1%의 BSA가 포함된 PBS)와 4 °C에서 3시간 동안 incubation한 후, 세포와 결합하지 않은 64Cu-DOTA-Trastuzumab을 PBS로 씻어내고 세포 수에 따른 세포-결합 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 양 변화를 나타낸 그래프화 하고, 이의 double inverse plot(도 4c,d 참조)을 이용하여 immunoreactive fraction을 도출하였다(immunoreactive fraction = 91.5%). 합성된 64Cu-DOTA-Trastuzumab의 91.5%는 트라스투주맙의 면역반응(immunoreactivity)이 잘 유지됨을 확인할 수 있다.For the immunoreactive fraction, 64 Cu-DOTA-Trastuzumab (20 nM) was incubated with various numbers of BT-474 cells (0.059 ~ 15.0 × 10 6 cells, PBS containing 1% BSA) at 4 °C for 3 hours. After that, the cell-bound 64 Cu-DOTA-Trastuzumab was washed away with PBS, and the change in the amount of cell-bound 64 Cu-DOTA-Trastuzumab according to the number of cells was graphed, and a double inverse plot thereof (FIG. 4c,d Reference) was used to derive the immunoreactive fraction (immunoreactive fraction = 91.5%). It can be seen that 91.5% of the synthesized 64 Cu-DOTA-Trastuzumab maintained well the immunoreactivity of Trastuzumab.

실험예 1. 5-ALA 처리를 통한 PPIX의 축적 실험Experimental Example 1. PPIX accumulation experiment through 5-ALA treatment

(1) 유방암 세포주(BT474)에서의 (1) in breast cancer cell line (BT474) In vitro In vitro 실험Experiment

세포 형광 이미지의 경우, BT-474 세포(5 × 106 cells per well)를 4-well glass-bottom slide(Nunc® Lab-Tek® II Chamber Slide™ system, Lab-Tek)에 seeding하고 24시간 후에 다양한 농도의 5-ALA(0 ~ 12 mM)를 처리하고 24시간 동안 incubation하고, 세포 내 PPIX의 형광 이미지를 획득하였다(DMI3000 B, Leica). For cell fluorescence images, BT-474 cells (5 × 10 6 cells per well) were seeded on a 4-well glass-bottom slide (Nunc ® Lab-Tek ® II Chamber Slide™ system, Lab-Tek) and after 24 hours After treatment with various concentrations of 5-ALA (0 to 12 mM) and incubation for 24 hours, fluorescence images of PPIX in cells were acquired (DMI3000 B, Leica).

도 5a 내지 5d를 참조하면, 유방암 세포주(BT-474)에 5-ALA 처리시 5-ALA의 농도에 비례하여 축적되는 PPIX가 증가함을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 5A to 5D , it can be confirmed that when the breast cancer cell line (BT-474) is treated with 5-ALA, PPIX accumulated in proportion to the concentration of 5-ALA increases.

PPIX 형광 스펙트럼의 경우는 BT-474 세포(2 × 104 cells per well)를 96-well plate에 seeding하고 24시간 후에 일정 농도의 5-ALA(12 mM)를 다양한 시간 동안 incubation하고 PPIX 형광의 세기를 측정하였다(SpectraMax® i3x, Molecular Devices).In the case of the PPIX fluorescence spectrum, BT-474 cells (2 × 10 4 cells per well) were seeded in a 96-well plate, and after 24 hours, a constant concentration of 5-ALA (12 mM) was incubated for various times, and the intensity of PPIX fluorescence was measured (SpectraMax ® i3x, Molecular Devices).

도 5e를 참조하면, 5-ALA의 처리 후 4시간이 경과하였을 때 가장 높은 PPIX 형광 세기가 나타남을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5e, it can be confirmed that the highest PPIX fluorescence intensity appears when 4 hours have elapsed after 5-ALA treatment.

(2) 마우스 모델에 5-ALA 정맥 주입(i.v. injection)을 통한 (2) 5-ALA intravenous injection (i.v. injection) into a mouse model In vivo In vivo 실험Experiment

HER2 과발현 위암 세포주(NCI-N87)가 이식된 마우스 모델에 5-ALA(500 mg/kg, 100 mL PBS pH 7.4)를 정맥 주입(i.v. injection)하고, 시간 경과에 따른 PPIX 축적 정도를 in vivo 형광측정 장비(IVIS Spectrum, Perkin Elmer)를 이용하여 확인하였다.5-ALA (500 mg/kg, 100 mL PBS pH 7.4) was injected intravenously into a mouse model transplanted with HER2 overexpressing gastric cancer cell line (NCI-N87), and PPIX accumulation over time was measured by in vivo fluorescence. It was confirmed using a measuring device (IVIS Spectrum, Perkin Elmer).

도 6a 내지 6e를 참조하면, 정맥 주입 후 PPIX의 축적량이 증가하여, 3 내지 6 시간 경과 시 가장 많은 축적량을 나타냈다.6a to 6e, the accumulation of PPIX increased after intravenous injection, showing the highest accumulation at 3 to 6 hours.

(3) 마우스 모델에 5-ALA 복강내 주입(i.p. injection)을 통한 (3) 5-ALA intraperitoneal injection (i.p. injection) into a mouse model In vitro In vitro 실험Experiment

HER2 과발현 위암 세포주(NCI-N87)가 이식된 마우스 모델에 5-ALA(500 mg/kg, 100 mL PBS pH 7.4)를 복강내 주입(i.p. injection)하고, 시간 경과에 따른 PPIX 축적 정도를 in vivo 형광측정 장비(IVIS Spectrum, Perkin Elmer)를 이용하여 확인하였다.5-ALA (500 mg/kg, 100 mL PBS pH 7.4) was injected intraperitoneally into a mouse model transplanted with HER2 overexpressing gastric cancer cell line (NCI-N87), and PPIX accumulation over time was evaluated in vivo. It was confirmed using a fluorescence measurement equipment (IVIS Spectrum, Perkin Elmer).

도 7a 내지 7e를 참조하면, 복강내 주입 후 3시간 경과 이후에 PPIX의 축적량이 증가하여, 4 내지 9 시간 경과 시 가장 많은 축적량을 나타냈다.Referring to Figures 7a to 7e, the accumulation of PPIX increased after 3 hours after intraperitoneal injection, showing the highest accumulation at 4 to 9 hours.

실험예 2. Experimental example 2. 6464 Cu에 의한 체렌코프방사 및 에너지 전달 확인 Confirmation of Cherenkov radiation and energy transfer by Cu

64Cu에 의한 체렌코프 발광 확인 실험의 경우, 다양한 radioactivity(50 ~ 500 mCi)의 64Cu를 96-well black plate에 넣고, 형광측정 장비(IVIS Spectrum, Perkin Elmer)를 이용하여 체렌코프 발광을 측정하였다. In the case of experiments to confirm Cherenkov emission by 64 Cu, 64 Cu of various radioactivity (50 ~ 500 mCi) was put into a 96-well black plate and Cherenkov emission was measured using a fluorescence measurement equipment (IVIS Spectrum, Perkin Elmer). did

도 8a 내지 8b를 참조하면, 64Cu로 인하여 발생하는 체렌코프 발광이 64Cu의 radioactivity에 비례하여 증가함을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 8A and 8B , it can be seen that Cherenkov emission caused by 64 Cu increases in proportion to the radioactivity of 64 Cu.

PPIX로의 64Cu-기반 체렌코프 발광 전달 확인 실험의 경우, 일정한 radioactivity(100 mCi)의 64Cu를 96-well black plate에 넣고, 다양한 농도의 PPIX(0 ~ 1.0 mM)를 첨가하여 체렌코프 발광을 형광측정 장비(IVIS Spectrum, Perkin Elmer)를 이용하여 측정하였다. In the case of experiments confirming the transfer of 64 Cu-based Cherenkov emission to PPIX, 64 Cu with constant radioactivity (100 mCi) was put into a 96-well black plate, and various concentrations of PPIX (0 ~ 1.0 mM) were added to detect Cherenkov emission. It was measured using a fluorescence measurement equipment (IVIS Spectrum, Perkin Elmer).

도 8c 내지 8d를 참조하면, 64Cu에 의한 체렌코프 발광이 PPIX에 의해 감소됨을 보여줌으로써 체렌코프 방사 에너지가 PPIX로 전달되었음을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 8C to 8D , Cherenkov emission by 64 Cu was reduced by PPIX, confirming that Cherenkov radiation energy was transferred to PPIX.

실험예 3. 유방암 세포주에 대한 Experimental Example 3. For breast cancer cell lines In vitroIn vitro 세포독성 실험 Cytotoxicity test

(1) 5-ALA(12mM)와 (1) 5-ALA (12 mM) and 6464 Cu-DOTA-trastuzumab(500μCi)에 의한 세포독성 확인Confirmation of cytotoxicity by Cu-DOTA-trastuzumab (500 μCi)

BT-474 세포(2 × 104 cells per well)를 96-well plate에 seeding하고 24시간 후에 5-ALA(12 mM) 단독, 64Cu-DOTA-trastuzumab(500 mCi) 단독, 5-ALA(12 mM) 와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500 mCi)의 순차적, 또는 5-ALA(12 mM)와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500 mCi)를 혼합하여 처리하고 48시간 동안 incubation한 후 MTT assay를 이용하여 cell viability를 평가하였다. BT-474 cells (2 × 10 4 cells per well) were seeded in a 96-well plate and 24 hours later, 5-ALA (12 mM) alone, 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500 mCi) alone, 5-ALA (12 mM) and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500 mCi) sequentially or by mixing 5-ALA (12 mM) and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500 mCi), incubated for 48 hours, and then used for MTT assay to evaluate cell viability.

도 9를 참조하면, 5-ALA(12mM)만 또는 64Cu(500μCi)만을 단독으로 처리한 경우(Treatment 1 및 Treatment 2)에는 세포독성이 없고, 5-ALA(12mM)와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500μCi)가 동시에 존재해야만 세포독성이 있음을 보여줌으로써 64Cu에 의해서 발생하는 체렌코프 발광에 의해 PPIX가 여기(excitation)되고 이로 인해 발생하는 활성산소(ROS)에 의해 세포가 사멸함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, when only 5-ALA (12 mM) or 64 Cu (500 μCi) was treated alone (Treatment 1 and Treatment 2), there was no cytotoxicity, and 5-ALA (12 mM) and 64 Cu-DOTA- By showing that cytotoxicity exists only when trastuzumab (500 μCi) is present at the same time, it is confirmed that PPIX is excited by Cherenkov emission generated by 64 Cu and cells are killed by reactive oxygen species (ROS) generated thereby. can

(2) 방사성동위원소 및 감광제 종류에 따른 세포독성 비교(2) Comparison of cytotoxicity according to types of radioactive isotopes and photosensitizers

BT-474 세포(2 × 104 cells per well)를 96-well plate에 seeding하고 24시간 후에 5-ALA(12 mM) 단독, Ce6(30 mM) 단독, 64Cu(500 mCi) 단독, 64Cu-DOTA-trastuzumab(500 mCi) 단독, 5-ALA(12 mM)와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500 mCi)를 혼합, Ce6(30 mM)와 64Cu-DOTA-trastuzumab(500 mCi)를 혼합, 124I(200 mCi), 또는 5-ALA(12 mM)와 124I-trastuzumab(200 mCi)를 혼합하여 처리하고 48시간 동안 incubation한 후 MTT assay를 이용하여 cell viability를 평가하였다. BT-474 cells (2 × 10 4 cells per well) were seeded in a 96-well plate and 24 hours later, 5-ALA (12 mM) alone, Ce6 (30 mM) alone, 64 Cu (500 mCi) alone, 64 Cu -DOTA-trastuzumab (500 mCi) alone, 5-ALA (12 mM) and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500 mCi) mixed, Ce6 (30 mM) and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (500 mCi) mixed, After treatment with 124 I (200 mCi) or a mixture of 5-ALA (12 mM) and 124 I-trastuzumab (200 mCi) and incubation for 48 hours, cell viability was evaluated using MTT assay.

도 10을 참조하면, 5-ALA(12mM), 64Cu(500μCi) 또는 124I(200μCi)를 단독 처리했을 경우 세포독성이 없고, 두 가지 구성요소가 동시에 존재할 경우 control과 비교 시 유의미한 세포독성이 나타냄을 확인할 수 있다. 또한, PDT 연구에서 통상적으로 사용되는 감광제 Ce6와 64Cu-DOTA-Trastuzumab를 혼합하여 처리하였을 때에도 유의미한 세포독성이 있음을 확인함으로써 본 기술의 범용적 적용 가능성을 확인하였다. Referring to Figure 10, when 5-ALA (12mM), 64 Cu (500μCi) or 124 I (200μCi) was treated alone, there was no cytotoxicity, and when the two components were present at the same time, significant cytotoxicity was observed when compared to the control. representation can be confirmed. In addition, it was confirmed that there was significant cytotoxicity even when the photosensitizer Ce6 and 64 Cu-DOTA-Trastuzumab, which are commonly used in PDT studies, were mixed and treated, thereby confirming the universal applicability of the present technology.

특히, 5-ALA와 64Cu-DOTA-Trastuzumab를 혼합하여 처리한 경우에는 보다 향상된 세포독성을 나타냄을 확인할 수 있다. 이는, 감광제의 전구체인 5-ALA가 물에 잘 녹아 암 세포내에 흡수된 후 PPIX 감광제로 전환되는 과정을 통하여, 일반 전구체에 비하여 암 세포내에 축적이 용이하기 때문으로 판단된다.In particular, it can be confirmed that the treatment with a mixture of 5-ALA and 64 Cu-DOTA-Trastuzumab exhibits more improved cytotoxicity. It is believed that this is because 5-ALA, a precursor of a photosensitizer, dissolves in water and is absorbed into cancer cells, and then is easily accumulated in cancer cells compared to a general precursor through a process in which 5-ALA is converted into a PPIX photosensitizer.

실험예 4. 위암 마우스 모델에 대한 Experimental Example 4. Gastric cancer mouse model In vivoIn vivo 암 치료 실험 cancer treatment experiment

HER2 과발현 위암 세포주(NCI-N87)가 이식된 마우스 모델에 5-ALA(500 mg/kg, i.p. injcetion)를 주입하고, 2시간 후에 64Cu-DOTA-trastuzumab(1 mCi, i.v. injection)을 주입하였다. 64Cu-DOTA-trastuzumab의 주입 2시간, 6시간 후에 5-ALA(500 mg/kg, i.p. injcetion)를 각각 추가적으로 주입하고, 치료효과를 평가하였다.5-ALA (500 mg/kg, ip injection) was injected into a mouse model transplanted with HER2 overexpressing gastric cancer cell line (NCI-N87), and 64 Cu-DOTA-trastuzumab (1 mCi, iv injection) was injected 2 hours later. . 64 5-ALA (500 mg/kg, ip injcetion) was additionally injected 2 hours and 6 hours after the injection of Cu-DOTA-trastuzumab, respectively, and the treatment effect was evaluated.

도 11을 참조하면, 실험군(5-ALA + 64Cu-DOTA-trastuzumab)과 대조군(Saline, 5-ALA 단독, 또는 64Cu-DOTA-trastuzumab 단독 주입)을 비교 시 실험군 종양의 성장이 유의미하게 늦춰진 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11, when comparing the experimental group (5-ALA + 64 Cu-DOTA-trastuzumab) and the control group (Saline, 5-ALA alone, or 64 Cu-DOTA-trastuzumab alone injection), the growth of the tumors in the experimental group was significantly delayed. can confirm that

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구 범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and describe preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope equivalent to the written disclosure and / or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application field and use of the present invention are also possible. Therefore, the above detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed to cover other embodiments as well.

Claims (13)

하기 화학식 1의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 감광제(photosensitizer) 또는 감광제의 전구체를 포함하는 광역동 치료용 조성물:
[화학식 1]
R-L-Ab
상기 화학식 1에서,
R은 방사성동위원소이고,
L은 킬레이터(chelator) 또는 직접 결합이며,
Ab는 항체이다.
A compound represented by Formula 1 below or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And a composition for photodynamic therapy comprising a photosensitizer or a precursor of the photosensitizer:
[Formula 1]
RL-Ab
In Formula 1,
R is a radioactive isotope,
L is a chelator or a direct bond;
Ab is an antibody.
제1항에 있어서,
상기 방사성동위원소는 Cu-64, Cu-67, Ga-68, Zr-89, Lu-177, Y-90, In-111, I-123, I-124 및 I-131로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 킬레이터에 배위 결합된 것인, 광역동 치료용 조성물.
According to claim 1,
The radioisotope is selected from the group consisting of Cu-64, Cu-67, Ga-68, Zr-89, Lu-177, Y-90, In-111, I-123, I-124 and I-131 One or more, and a composition for photodynamic therapy that is coordinately bonded to the chelator.
제1항에 있어서,
상기 킬레이터는 DOTA(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris(tbu)DOTA, HBED-CC-TFP ester, DTPA(Diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA(1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid), NODAGA(1,4,7-Triazacyclononane,1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A(1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11-diacetic acid), PCTA(3,6,9,15-tetraazabicyclo[9.3.1]pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9,-triacetic acid), 및 DFO(Deferrioxamine)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 광역동 치료용 조성물.
According to claim 1,
The chelator is DOTA (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), DOTA-NCS, DOTA-NHS ester, DOTA-Bz-NCS, tris(tbu)DOTA, HBED -CC-TFP ester, DTPA (diethylene triamine penta aeetic acid), DO3A (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid), NOTA (1,4,7-triazacyclononane-1,4 ,7-triacetic acid), NODAGA (1,4,7-Triazacyclononane,1-glutaric acid-4,7-acetic acid), TETA (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-N,N',N'',N'''-tetraacetic acid), TE3A (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetic acid), TE2A (1,4,8,11-Tetraazabicyclohexadecane-4,11-diacetic acid) ), PCTA (3,6,9,15-tetraazabicyclo [9.3.1] pentadeca-1,11,13-triene-3,6,9, -triacetic acid), and DFO (Deferrioxamine) selected from the group consisting of At least one composition for photodynamic therapy.
제1항에 있어서,
상기 항체는 트라스투주맙(trastuzumab), 퍼투주맙(pertuzumab), 세투시맙(cetuximab), 리투시맙(rituximab), 브렌투시맙(brentuximab) 및 파니투무맙(panitumumab)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 광역동 치료용 조성물.
According to claim 1,
The antibody is one selected from the group consisting of trastuzumab, pertuzumab, cetuximab, rituximab, brentuximab, and panitumumab. More than, a composition for photodynamic therapy.
제1항에 있어서,
상기 감광제 또는 감광제의 전구체는 5-아미노레불린산(5-aminolevulinic acid, 5-ALA), 프로토포르피린 IX(protoporphyrin IX, PPIX), 클로린e6(chlorin e6, Ce6), 메틸-아미노레불린산(methylaminolevulinate, MAL), 헥실-아미노레불린산(hexylaminolevulinate, HAL) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인, 광역동 치료용 조성물.
According to claim 1,
The photosensitizer or the precursor of the photosensitizer is 5-aminolevulinic acid (5-ALA), protoporphyrin IX (PPIX), chlorin e6 (Ce6), methyl-aminolevulinic acid ( At least one selected from the group consisting of methylaminolevulinate (MAL), hexyl-aminolevulinic acid (hexylaminolevulinate, HAL), and derivatives thereof, a composition for photodynamic therapy.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 빛의 조사없이 암의 광역동 치료(photodynamic therapy)에 사용하기 위한 것인, 광역동 치료용 조성물.
According to claim 1,
The composition is for use in photodynamic therapy of cancer without irradiation of light, a composition for photodynamic therapy.
제6항에 있어서,
상기 암은 유방암, 위암, 난소암, 뇌암, 자궁암, 자궁내막암, 췌장암, 신장암, 복막암 및 폐암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 광역동 치료용 조성물.
According to claim 6,
Wherein the cancer is selected from the group consisting of breast cancer, stomach cancer, ovarian cancer, brain cancer, uterine cancer, endometrial cancer, pancreatic cancer, kidney cancer, peritoneal cancer and lung cancer, photodynamic therapy composition.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 광역동 치료용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer comprising the composition for photodynamic therapy according to any one of claims 1 to 7 as an active ingredient. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 광역동 치료용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 개선용 식품 조성물.A food composition for preventing or improving cancer comprising the composition for photodynamic therapy according to any one of claims 1 to 7 as an active ingredient. (a) 제1항에 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 광역동 치료용 조성물을 인간을 제외한 대상체 또는 생체 외(in vtro)에서 대상체에게 투여하는 단계를 포함하고,
빛의 조사없이 수행되는 것인, 광역동 치료방법.
(a) administering the composition for photodynamic therapy according to any one of claims 1 to 7 to a subject other than a human or in vitro ,
Photodynamic therapy, which is performed without light irradiation.
제10항에 있어서,
상기 (a) 단계 이후, (b) 상기 조성물을 대상체의 목표 세포 내에 축적시키는 단계를 더 포함하고,
상기 감광제의 농도 10 내지 20 mM이며,
상기 (b) 단계는 1 내지 24 시간 동안 수행되는 것인, 광역동 치료방법.
According to claim 10,
After step (a), (b) further comprising accumulating the composition in target cells of the subject,
The concentration of the photosensitizer is 10 to 20 mM,
Wherein step (b) is performed for 1 to 24 hours, a photodynamic treatment method.
제11항에 있어서,
상기 감광제의 농도는 10 내지 15 mM이며,
상기 (b) 단계는 3 내지 5 시간 동안 수행되는 것인, 광역동 치료방법.
According to claim 11,
The concentration of the photosensitizer is 10 to 15 mM,
Wherein step (b) is performed for 3 to 5 hours, a photodynamic treatment method.
제11항에 있어서,
상기 감광제는 5-아미노레불린산인 광역동 치료방법.
According to claim 11,
The photosensitizer is 5-aminolevulinic acid photodynamic therapy method.
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