KR20240042589A - 유리체내 미토콘드리아-표적화된 펩티드 전구약물 및 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

미토콘드리아 장애, 특히 연령-관련 황반 변성 (AMD)을 포함한 눈의 미토콘드리아 장애의 치료를 위한 치료 조성물이 본원에 기재된다. 특히, 접합 모이어티에 대해 절단가능한 공유 결합 (예를 들어, 에스테르 결합)을 갖는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물이 본원에 기재되며, 여기서 전구약물의 접합 모이어티는 1종 이상의 복합체화 작용제와 비공유 복합체화되어 규정된 결합력을 갖는 약물-복합체 미립자를 형성하고, 1종 이상의 약물-복합체 미립자가 분산 매질에 첨가되어 분산 매질 내에 분산되어 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하고, 이는 안구 약물 전달을 위한 연장 방출 약물 전달 시스템으로서 기능한다. 이 연장 방출 약물 전달 시스템은 눈 (예를 들어, 유리체) 내로 주사 또는 삽입되어 재치료에 대한 필요 없이 1개월 이상 동안 눈에서 미토콘드리아 기능장애를 역전시키고 예방할 수 있다.

Description

유리체내 미토콘드리아-표적화된 펩티드 전구약물 및 사용 방법
우선권 주장
본 특허 출원은 2021년 6월 1일 출원된 발명의 명칭이 "유리체내 미토콘드리아-표적화된 펩티드 전구약물 및 사용 방법 (INTRAVITREAL MITOCHONDRIAL-TARGETED PEPTIDE PRODRUGS AND METHODS OF USE)"인 미국 가특허 출원 번호 63195697을 우선권 주장하며, 이는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
참조로 포함
본 명세서에서 언급된 모든 공개 및 특허 출원은 각각의 개별 공개 또는 특허 출원이 구체적으로 및 개별적으로 참조로 포함되는 것으로 지시된 것과 동일한 정도로 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
유전성 또는 후천성 미토콘드리아 장애는 골격근, 심장, 및 CNS를 포함한, 신체 전반에 걸쳐 다양한 계에 영향을 미치는 다수의 흔한 및 희귀한 질환과 연관된다. 본 출원에서 특히 관심있는 것은 눈에 영향을 미치는 미토콘드리아 질환, 특히 망막 및 "눈의 후부"에 영향을 미치는 것이다. 미토콘드리아는 ATP (아데노신 트리포스페이트)로서 화학 에너지를 생성하는 세포 소기관이다. 미토콘드리아 기능장애는 RPE 및 감각신경 망막 세포의 ATP 생산의 손실 및 생물에너지 실패를 유발한다 (도 1b). 그러나, 미토콘드리아 기능장애는 또한 슈퍼옥시드 및 다른 반응성 산화제의 증가된 생산, 정상 미토콘드리아 칼슘 조절의 상실, 미토콘드리아와 소포체 사이의 비정상적 상호작용, 및 궁극적으로는 세포 사멸을 유발한다.
따라서, 눈 안의 미토콘드리아 기능장애를 특이적으로 표적화하는 약물은 질환 진행을 중지 또는 지연시키고, 연관된 시각 상실을 예방하고, 아마도 심지어 안구 질환, 특히 망막 및 눈의 후부 질환에서 시력 및 시각 기능을 회복 또는 개선시키는 잠재적 이익을 가질 수 있다.
스제토-쉴러(Szeto-Schiller) (SS) 펩티드로도 공지되고 문헌 [Hazel Szeto in 2000 and 2003]에 개시된 테트라펩티드 소분자 부류는 이전에 확인되었고, 세포 및 미토콘드리아를 용이하게 침투하여 미토콘드리아 기능장애를 역전시키는 것으로 입증되었다 (도 1c). 이들 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 ("MTT") 중 가장 잘 연구된 것은 엘라미프레티드이다.
생체내 전임상 모델에서, 엘라미프레티드의 전신 투여는 건성 연령-관련 황반 변성 (AMD)의 마우스 모델에서 시각 기능을 부분적으로 개선시켰다 (도 2). 유사하게, 엘라미프레티드의 전신 투여는 습성 AMD 및 망막 정맥 폐쇄의 동물 모델에서 부분적 효능을 입증하였다.
환자에서, 건성 AMD를 갖는 환자에서의 피하 (SQ) 주사에 의한 엘라미프레티드의 매일 전신 투여의 1/2a상 임상 시험 (ReCLAIM-1 연구, ClinicalTrials.gov Identifier NCT02848313) 및 2b상 임상 시험 (ReCLAIM-2 연구, ClinicalTrials.gov Identifier NCT03891875)은 개선된 저휘도 시력 (도 3) 및 외부 감각신경 망막의 타원체 대역에서의 미토콘드리아 구조의 보존을 향한 경향을 생성하였다. 전신 엘라미프레티드에 대한 이러한 반응은 연구 참가자의 50% 미만에서 관찰되었다.
집합적으로, 전임상 및 인간 임상 시험 데이터는 SQ 투여에 의한 엘라미프레티드의 전신 투여가 동물 및 인간에서 약물의 부적절한 눈 조직 수준으로 인해 불완전한 치료 반응만을 제공한다는 것을 나타낸다. 따라서, 이러한 부류의 약물인 MTT의 국소 안구 전달은 미토콘드리아 기능장애를 특징으로 하는 망막 질환, 예컨대 건성 AMD의 치료에 효과적일 수 있다.
IVT 및 다른 안구 투여 경로를 위한 MTT, 예컨대 엘라미프레티드용 연장 방출 약물 전달 시스템 ("XRDDS")이 필요하다. 불행하게도, MTT는 그의 작은 크기 및 높은 수용해도로 인해, 그의 천연 형태의 IVT 또는 안구주위 (즉, 결막하 또는 테논낭하) 투여 경로에 적합하지 않고, 현재 이용가능한 안구 약물 전달 기술과 불량하게 상용성이고, 확립된 약물 전달 시스템에서 성공적으로 제제화되지 않았다.
따라서, 눈에서 지속 방출을 달성하고 목적하는 치료 지속기간 동안 안구 조직에서 예측가능한 치료 수준에 대한 지속적인 노출을 제공하는 방식으로 소분자, 예컨대 MTT의 XRDDS 제제를 제공하는 것이 매우 바람직할 것이다. 본원에 기재된 조성물 및 방법은 안구 용도에 대해 신규 복합체화-기반 XRDDS와 상용성이다.
본원에는 하기를 포함하는 신규한 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)을 위한 물질의 조성물, 제제 및 사용 방법이 기재된다: 집합적으로 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는, 소수성 분산 매질 내에 혼합된, 1종 이상의 복합체화 작용제 미립자와 비공유 상호작용하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는, 신규한 미토콘드리아-표적화 테트라펩티드 (MTT)-전구약물.
연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)은 구체적인 치료 목적을 위해 및 특정한 투여 경로를 위해 최적화된 약물 방출 동역학을 조절하는 방식으로 구체적인 약물 물질의 설계, 제조 및 투여에 사용되는 장치, 제제 또는 다른 시스템이다. 본원에는 눈 안 및 주변의 MTT-전구약물에 대해 최적화된 XRDDS가 기재된다.
MTT는 양이온성 아미노산과 교호하는 방향족 아미노산을 포함하는 4개의 아미노산 펩티드이다. MTT의 전형적인 예는 표 1 (서열식별번호: 1-635 포함)에 열거되어 있다. 또한 XRDDS에서 제제화를 위한 MTT-전구약물을 형성하는 작용을 할 수 있는 안구 질환의 치료에 유용한 MTT는 EY005, H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (도 4a)인데, 이는 이것이 제4 아미노산 기에 카르복실산을 가져 접합 모이어티에 대한 공유 연결을 용이하게 하기 때문이다 (도 4b). 본원에 기재된 조성물 및 방법은 EY005에 제한되지 않으며; 일반적으로, 본원에 기재된 방법 및 조성물은 임의의 MTT (예를 들어, 양이온성 아미노산과 교호하는 방향족을 포함하는 임의의 4개의 아미노산 펩티드)로 예측가능한 방출 프로파일을 생성할 수 있고, 미토콘드리아 기능장애 및 안구 질환의 양상의 치료를 위한 천연 MTT의 생물학적 효능은 분자의 부류에 걸쳐 대등하다 (도 5-15 참조). 생성된 조성물의 내구성 및 생물학적 효능의 정도는 달라질 수 있지만, 조성물의 방출 XRDDS 형태 및 이들을 배합 및 방출하는 방법은 모든 MTT에 걸쳐 예측가능하다.
접합 모이어티는 MTT에 공유 결합될 수 있는 임의의 화학 물질이다. 특정 접합 모이어티는 천연 MTT가 나타내지 않는 특성을 제공하는 그의 능력, 특히 복합체화 작용제와 가역적 비공유 복합체를 형성하는 능력에 대해 선택될 수 있다. 복합체는 본원에서 MTT-전구약물의 접합 모이어티와 복합체화 작용제 사이의 비공유 상호작용으로서 정의된다.
복합체화 작용제는 본원에서: 1 나노미터 (nm) 내지 1000 마이크로미터 (μm)의 크기 범위의 불규칙 형상의 미립자로서 제제화된 화학 물질로서 정의된다. 복합체화 작용제는 전형적으로 기지의 양의 복합체화 작용제에 결합된 MTT-전구약물의 양으로 정의되는 MTT-전구약물의 측정가능한 결합 능력을 입증하고, 특정 분산 매질 내에서 측정가능한 미결합-결합 비 또는 Kd로 정의되는 약물 결합의 가역성을 입증한다. 놀랍게도, 복합체화 작용제는 또한 MTT-전구약물과 복합체를 형성하는 것으로 이전에 공지되거나 예상되지 않은 화학 물질일 수 있다. MTT-전구약물이 접합 모이어티를 통해 복합체화 작용제에 결합하면 MTT-전구약물-복합체 미립자가 형성된다. 제약 산업에서 이용되는 첨가제 및 부형제를 포함한 특정 널리 공지된 화학 물질은, 불규칙 미립자로서 제제화되는 경우에, MTT-전구약물에 대한 복합체화 작용제로서의 작용을 하는 이전에 공지되지 않은 및 예상외의 특성을 나타낸다. 개별 분자가 용해되지 않은, 스테아르산마그네슘, 레시틴, 알부민, 시클로덱스트린 등의 불규칙 미립자 제제는 MTT-전구약물에 대한 미립자 복합체화 작용제의 예이며, 이는 이전에 공지되거나 예상되지 않은 특성이다.
본원에 기재된 콜로이드성 현탁액은 미립자 (즉, 콜로이드 혼합물)의 이동 또는 침강 없이 미립자의 안정한 분산을 형성하는 점성의 유동성 주사액 제제이다. MTT-전구약물을 함유하는 다상 콜로이드성 현탁액 (예를 들어, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액)은 MTT-전구약물이 적어도 하기 중 2개의 상으로 존재하는 콜로이드성 현탁액을 지칭한다: 유리, 미결합된 MTT-전구약물 및 복합체화 작용제에 결합된 MTT-전구약물 (뿐만 아니라 약물-약물 응집체). MTT-전구약물-복합체 미립자는 미립자가 분산 매질에 혼합될 경우 MTT-전구약물을 위한 저장소로서 작용한다. 따라서, 본원에 사용된 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액은 이동 또는 침강 없이 안정하게 분산된 MTT-전구약물-복합체 미립자를 생성하는 점성의 유동성 주사액일 수 있다. 이러한 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액은 유리 MTT-전구약물이 MTT-전구약물-복합체 미립자로부터 해리되어 분산 매질 중 유리 MTT-전구약물 농도를 생성하는 것을 가능하게 할 수 있고, MTT-전구약물은 다상 콜로이드성 현탁액 시스템을 통해 자유롭게 확산되어 이식물을 빠져나와 인접한 환경으로 들어갈 수 있으며, 여기서 전구약물은 안구 생리학적 환경에 노출되어 접합 모이어티의 절단을 유발하여 유리 MTT를 방출한다.
MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액은 약물 전달 시스템을 가능하게 하는 데, 이는 미립자가 각각 고유한 결합 능력 및 Kd (미결합-결합 비)를 갖는 결합된 MTT-전구약물의 저장소이고, 이는 결국 분산 매질 중 유리 MTT-전구약물의 복합 양을 결정하기 때문이다. 각각의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 결합 능력 및 Kd에 대한 지식을 사용하여 시스템 내의 유리 MTT-전구약물의 총량을 계산할 수 있으며, 이는 방출 속도 및 방출량을 결정할 수 있다. 상이한 MTT-전구약물-복합체 미립자의 상대비 및 상대량은 본원에 기재된 바와 같이 조정되어 시스템 내에서 계산가능한 미결합된 유리 약물을 생성할 수 있다. 이식물의 수명에 걸친 시스템 내의 미결합된 유리 약물의 동적 변화는 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액 내의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 결합 능력 및 Kd에 의해 결정될 수 있다.
본원에 사용된 분산 매질은 콜로이드성 혼합물에서 사용되는 비히클이다. 분산 매질은 MTT-전구약물-복합체 미립자와 혼합될 경우 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 형성할 수 있는 소수성 오일이다. 분산 매질은 MTT-전구약물 및 선택된 복합체화 작용제와 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 것으로 이전에 공지되지 않았을 수 있다.
본원에서 미토 (Mito) XR 또는 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액으로 지칭될 수 있는 (및/또는 이식물 또는 이식물의 일부일 수 있는) 다상 콜로이드성 현탁액 중 MTT-전구약물의 제제는, 눈의 후천성 및 유전성 미토콘드리아 질환의 치료를 위해, 목적한 지속기간 (1 내지 12개월) 동안 안구 조직 내에서 활성 MTT 약물의 치료 수준의 지속 방출을 생성하도록 유리체내 (IVT) 또는 안구주위 경로에 의해 투여될 수 있다.
보다 구체적으로, 본원에 기재된 조성물 및 방법은, 불규칙 형상의 미립자로서 제제화되는 경우에, MTT-전구약물에 대한 복합체화 작용제의 작용을 하는 것으로 이전에 공지되지 않은 6종의 화학 물질 중 1종과 비공유 복합체를 형성하는 그의 능력에 대해 구체적으로 선택된 5종의 부류의 화학 물질 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티에 대한 절단가능한 공유 연결에 의해 형성된 MTT-전구약물을 포함한다.
본 발명의 조성물 및 방법에서, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액은 (활용에 따라) 30-게이지 내지 20-게이지 크기 바늘을 통해 주사가능하고, 이식물의 수명의 지속기간 (1 내지 12개월) 동안 안구 생리학적 환경에 노출될 경우 이동 또는 침강 없이 미립자의 안정한 분산액을 제공할 수 있다. 안구 생리학적 환경은 유리체 내에서 정상적으로 발견되는 효소 및 단백질을 함유하는 37℃의 포스페이트 완충 염수 (또는 대등한 수성 용매) (유리체 내로의 주사를 나타냄) 또는 혈장을 함유하는 37℃의 포스페이트 완충 염수 (다양한 안구주위 조직 내로의 주사를 나타냄)를 사용한 시험관내 조건으로서 정의된다. 대안적으로, 안구 생리학적 환경은 유리체 또는 안구주위 조직 내로의 생체내 이식물의 주사를 나타낼 수 있다.
MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액은 또한 안구 생리학적 환경에 노출될 경우 생분해성의 특성을 나타내며, 여기서 생분해성은 분산 매질의 용해에 의해 발생한다. 생분해 속도는 안구 생리학적 환경에서의 분산 매질의 용해도의 정도에 비례한다. 보다 높은 용해도를 갖는 분산 매질은 안구 생리학적 환경에 노출될 경우 다상 콜로이드성 현탁액의 보다 빠른 생분해를 가능하게 할 것이고, 반면 보다 낮은 용해도를 갖는 분산 매질은 안구 생리학적 환경에 노출될 경우 다상 콜로이드성 현탁액의 보다 느린 생분해를 가능하게 할 것이다. MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액의 이러한 특성은 안구 생리학적 환경에서 이식물의 내구성을 결정하기 위해 주사된 이식물의 부피와 함께 사용될 수 있다.
일반적으로, 본원에 기재된 미토콘드리아-표적화 테트라펩티드 (MTT)는 미립자 복합체화 작용제와의 비공유 가역적 상호작용을 형성하는 접합 모이어티에 공유 연결되어, 다상 콜로이드성 현탁액 예들 내로의 혼입을 위한 그의 물리화학적 특성을 최적화할 수 있다. 또한, 본원에는 접합 모이어티가 크기, 전하, 용해도 및 비히클과의 물리화학적 상호작용 및 다른 종류의 안과용 약물 전달 시스템에서의 MTT-전구약물의 제제화를 용이하게 할 수 있는 다른 특성을 포함한 MTT의 물리화학적 특성을 변경시키는 다른 실시양태가 기재된다.
본원에 기재된 MTT-전구약물의 한 부류는 5종의 부류의 복합체화 작용제 중 1종과 비공유 복합체를 형성하는 그의 능력에 대해 구체적으로 선택된 공유 연결된 접합 모이어티를 갖는 것들이다.
이러한 부류의 MTT-전구약물은 화학식 (I)의 화합물일 수 있다:
여기서 R'는 표 1 (서열식별번호 1-635)에 열거된 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산을 갖는 것들 중에서 선택된 MTT이고, 여기서 제4 위치의 C-말단 아미노산은 절단가능한 결합에 의해 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티 R에 공유 연결된다.
이러한 부류의 MTT-전구약물은 화학식 (II)의, 축합 또는 에스테르화 반응의 생성물일 수 있는 화합물이다.
여기서 R'는 표 1 (서열식별번호 1-635)에 열거된 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산을 갖는 것들 중에서 선택된 MTT이고, 여기서 제4 위치의 C-말단 아미노산은 절단가능한 결합에 의해 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티 R에 공유 연결된다.
MTT-전구약물의 공유 연결된 접합 모이어티는 불규칙 형상의 미립자로서 제제화된 하기 6종의 상이한 부류의 물질: 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 분자, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 핵산 및 폴리사카라이드 중 1종에 대한 비공유 결합 상호작용 (또는 결합)을 형성한다. MTT-전구약물-복합체 미립자의 형성은 소수성 분산 매질 중 1종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 혼합에 의해 형성된 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)과의 상용성을 위해 약물의 물리화학적 특성을 최적화하여, 유리체내 (IVT) 또는 안구주위 투여를 위해 특이적으로 제제화된 안정한 다상 콜로이드성 현탁액으로부터의 제어 연장 방출을 가능하게 한다.
MTT-전구약물의 특징은 불활성 접합 모이어티에 생물활성 MTT를 연결하는 결합이 효소 반응, 촉매작용, 가수분해 또는 다른 화학 반응에 의해 용이하게 절단된다는 것이다. MTT-전구약물에서 이러한 결합이 절단될 경우, 방출된 MTT는 미토콘드리아 기능장애의 예방 또는 역전을 위한 완전한 생물활성을 보유한다.
절단가능한 공유 결합은 하기 중 하나를 포함할 수 있다: 에스테르 결합, 히드라존 결합, 이민 결합, 디술피드 결합, 티오에스테르 결합, 티오에테르 결합, 포스페이트 에스테르 결합, 포스포네이트 에스테르 결합, 보로네이트 에스테르 결합, 아미드 결합, 카르바메이트 에스테르 결합, 카르복실레이트 에스테르 결합 및 카르보네이트 에스테르 결합.
예를 들어, MTT 부류 중에서, 본원에서 EY005로 지칭되는 MTT H-d-Arg-DMT-Lys-Phe를 사용하여 화학식 (II)의 축합 또는 에스테르화 반응의 생성물인 전구약물을 형성할 수 있다.
EY005 및 다른 MTT의 경우에, R은 MTT의 제4 위치에서의 아미노산의 히드록실 기에서 에스테르 결합을 통해 공유 연결되고, 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된다 (도 4b 개략도).
EY005-전구약물의 한 예는 EY005-스테아릴 (도 16a)을 포함하고, 여기서 EY005는 장쇄 포화 지방 알콜 군으로부터의 한 구성원인 스테아릴 알콜에 에스테르 결합을 통해 연결된다. 에스테르 결합이 절단될 경우, 전구약물 EY005-스테아릴은 EY005 MTT를 방출한다. 이를 실험적으로 입증하기 위해, EY005-스테아릴을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)와 함께 37℃에서 시험관내에서 인큐베이션하여, 안구 생리학적 환경 및 그 안에서 용이하게 풍부한 에스테라제의 유형을 유리체 내에서 시뮬레이션하였다. 용액 내 EY005 MTT 및 EY005-스테아릴 전구약물의 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 분석 및 정량화에 의해 명백한 바와 같이, EY005-스테아릴의 카르복시에스테라제와의 인큐베이션은 전구약물 에스테르 결합의 신속한 절단을 일으켜 EY005를 방출하였다 (도 17a-17b). EY005-스테아릴 전구약물을 에스테라제 없이 37℃에서 포스페이트-완충 염수 용액에 첨가하면, EY005-스테아릴 전구약물의 에스테르 결합은 가수분해에 의해 보다 천천히 (~36시간) 절단된다 (도 17a 및 17c). 따라서, 안구 생리학적 시스템에서, MTT를 불활성 접합에 연결하는 전구약물의 공유 결합은 효소적 절단에 의해 (도 18) 또는 보다 천천히 가수분해에 의해 용이하게 절단되어 활성 MTT를 방출한다.
또한, MTT-전구약물의 공유 결합의 절단시, 천연 MTT 펩티드는 미토콘드리아 기능장애의 치료를 위한 생물활성을 보유한다. 예를 들어, 건성 AMD의 시험관내 세포 배양 모델 (도 5-10에서 검토된 세포 배양 모델에서 MTT의 모델 및 효과의 세부사항)을 사용하여, EY005-스테아릴 (5 μM)을 히드로퀴논 (HQ)에의 노출에 의해 유도된 미토콘드리아 기능장애를 갖는 RPE 세포 (내인성 에스테라제를 보유함)에 첨가하였다. EY005-스테아릴은 (세포 플라보단백질-자가형광에 의해 도시된 바와 같이) RPE 세포에서 HQ-유도된 미토콘드리아 기능장애를 효과적으로 역전시켰고, 효능은 EY005 천연 펩티드 (5 μM)를 사용한 처리와 동등하였다 (도 19a-19c). EY005-스테아릴을 또한 별개의 배지 내에서 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)와 함께 사전인큐베이션하였다. 절단된 EY005 (5 μM)를 함유하는 회수된 배지를 미토콘드리아 기능장애의 이 RPE 세포 모델에 첨가하였고, 이것은 RPE 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대해 EY005 천연 펩티드와 유사하게 효과적이고 동등효력을 나타내었다 (도 19a-19c). 따라서, 이들 연구는 MTT-전구약물로부터 절단된 활성 MTT가 미토콘드리아 기능장애의 치료를 위한 필수적 및 비변형된 생물활성을 보유함을 확인한다.
일반적으로, MTT가 공유 연결되는 접합 모이어티 R은 미토콘드리아 기능장애의 예방 또는 역전을 위한 생물활성에 기초하여 선택되지 않는다.
또한 본원에는 절단가능한 접합 모이어티로서 기능적으로 작용할 수 있는, 링커 모이어티로서 작용을 하는 화학 물질에 간접적으로 또는 폴리펩티드로서 직접 함께 연결된, 임의의 MTT의 동종- 또는 이종-이량체, 삼량체, 다량체를 포함한 MTT-전구약물이 개시된다.
본원에 기재된 바와 같이, MTT, R'는 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티 R에 공유 연결될 수 있다.
접합 모이어티의 한 부류는 지질 모이어티를 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 C4-C30 지질 모이어티이다. 본원에서, 지질은 물에 불용성이지만 유기 용매에는 가용성인 유기 화합물로서 정의된다. 지질은 지방산, 지방 알콜, 글리세롤지질, 글리세로인지질, 스핑고지질, 사카로지질, (케토아실 서브유닛의 축합으로부터 유도된) 폴리케티드, 스테롤 지질, (이소프렌 서브유닛의 축합으로부터 유도된) 프레놀 지질, 인지질, 오일, 왁스 및 스테로이드를 포함한다.
접합 모이어티의 한 부류는 지방족 탄화수소를 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티이다. 이러한 부류는 4 내지 약 30개의 탄소로 구성된 알칸, 알켄 및 알킨 및 다른 탄화수소 모이어티를 포함한다.
접합 모이어티의 한 부류는 펩티드를 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 펩티드 모이어티이며, 여기서 펩티드 모이어티는 2량체 내지 30량체의 길이를 갖는 천연 또는 합성 아미노산 중합체 또는 폴리펩티드 쇄를 포함하고, 이는 음이온성, 양이온성 또는 중성 전하일 수 있고, 균질 또는 불균질 아미노산 반복부를 함유한다.
음이온성 펩티드 모이어티는 폴리-글루타메이트, 폴리-아스파르테이트 또는 글루타메이트 및 아스파르테이트의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
양이온성 펩티드 모이어티는 폴리-아르기닌, 폴리-리신, 폴리-히스티딘, 아르기닌 및 리신의 조합, 아르기닌 및 히스티딘의 조합, 히스티딘 및 리신의 조합, 아르기닌, 히스티딘 및 리신의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
펩티드 모이어티는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 기의 첨가를 위한 하나 이상의 PEG화 부위를 가질 수 있거나 또는 글리코실화 포함한 당 또는 탄수화물 분자의 부가에 의한 변형을 위한 하나 이상의 부위를 가질 수 있다.
접합 모이어티의 한 부류는 선형, 분지형, Y형 또는 다중-아암 기하구조의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체, PEG화된 펩티드 또는 단백질 또는 PEG화된 숙시네이트, 예컨대 숙신이미딜 숙시네이트를 포함한, PEG화된 화합물을 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 PEG화된 화합물 모이어티이다.
접합 모이어티의 한 부류는 모노사카라이드 또는 2 내지 20개의 당의 올리고사카라이드를 포함하나 이에 제한되지는 않는, MTT의 제4 아미노산에 탄수화물을 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 탄수화물 분자 모이어티이다. 탄수화물 분자는 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민, N-아세틸뉴라민산 또는 이들 중 임의의 것의 에피머 또는 유도체.
일부 예에서, 이들 부류 중 2종 이상으로부터의 조합 요소일 수 있는 접합 모이어티는 다중 미토콘드리아 표적화 펩티드에 공유 연결되어 이량체 및/또는 다량체를 형성하는 다량체 링커 모이어티로서의 작용을 할 수 있다. 이러한 링커는 "다량체화 도메인"으로서 지칭될 수 있는 미토콘드리아 표적화 펩티드의 이량체 또는 다량체를 생성할 수 있다.
다량체화 도메인을 갖는 MTT 전구약물은 화학식 (IV)를 가질 수 있다:
여기서 R은 다중 미토콘드리아 표적화 펩티드 R'에 공유 연결되어 전구약물의 이량체 또는 다량체를 형성하는 링커 또는 다량체화 도메인이고, n은 2 내지 약 100이다. 예는 PEG 중합체, 폴리비닐 알콜 (PVA) 중합체 또는 폴리펩티드를 포함하며, 여기서 링커 접합 모이어티 R은 MTT R'의 2개 이상의 분자에 공유 연결되어 이량체, 삼량체, 다량체 등을 형성한다. 일부 경우에, 다량체화 도메인은 MTT 단위 R'가 결합된 알콜, 즉 다중 "-OH" 기를 갖는다. 이 설정에서, 다량체화 도메인에 (예를 들어, 에스테르 또는 또 다른 동적 공유 결합을 통해) 공유 연결된 다중 MTT는 MTT 전구약물 다량체로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 전구약물 화합물은 하기 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 "n"은 PVA 중합체를 포함하는 수이다:
또한 본원에는 (조성물을 포함하는) 연장 방출 약물 전달 시스템의 다중콜로이드성 현탁액 및 그의 제조 및 사용 방법이 기재된다. 본원에 기재된 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)은 선택된 분산 매질 내에 조합 및 분산되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 "약물-복합체" 미립자를 형성하기 위한 1종 이상의 미립자 복합체화 작용제와 혼합된 MTT-전구약물을 포함한다.
콜로이드는 미립자 물질이 분산 매질로 불리는 비히클 내에 안정하게 분산되어 있지만 침강 또는 이동하지는 않는 혼합물이다. 이는 입자가 중력으로 인해 현탁 비히클 내에서 침강하는 현탁액으로부터 콜로이드를 구별한다. 콜로이드에 대한 전형적인 미립자 크기는 나노미터 범위이다. 콜로이드에서, 혼합물의 정의된 특징은 미립자가 최소의 침강 또는 이동으로 안정하게 분산되어 유지되는 것이다. 미립자가 액체 중에 분산되어 있는 콜로이드 혼합물은 "졸"로 불린다. 미립자가 고체 또는 반고체 중에 분산되어 있는 콜로이드 혼합물은 "고체 콜로이드"로 불린다. 미립자가 점성 반고체 또는 고체 분산 매질 중에 안정하게 분산되어 있는 콜로이드 혼합물은 정의된 명칭이 주어지지 않았다. 본원에서, 본 발명자들은 전형적인 콜로이드에 존재하는 나노미립자보다 더 큰 크기의 안정하게 분산된 미립자와 관련하여, 이러한 안정하게 분산된 미립자를 "콜로이드성 현탁액"으로 지칭한다. 본원에 기재된 바와 같이, 일부 예에서 분산 매질은 안정한 콜로이드성 현탁액을 용이하게 하는 소수성 분산 매질이다. 다상 콜로이드성 현탁액은 약물 물질이 유리 약물, 약물-약물 응집체, 가장 중요하게는 복합체화 작용제 미립자에 비공유 결합된 약물을 포함한 1종 초과의 상으로 존재하는 현탁액이다. 본원에 기재된 바와 같이, 다상 콜로이드성 현탁액은 약물 물질로서 MTT-전구약물을 포함할 수 있다.
본원에 기재된 복합체화 작용제는 전구약물의 접합 모이어티와 비공유 복합체화될 수 있고, 분산 매질 내에 혼입되고 안정하게 분산되어 다상 콜로이드성 현탁액을 형성할 수 있다.
분산 매질 내에서 MTT-전구약물의 미립자 복합체화 작용제와의 복합체화는 유리 MTT-전구약물의 분산 매질로의 방출을 제한하는 작용을 한다. 분산 매질이 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 물의 접근을 제한하지만, 유리 미결합된 MTT-전구약물 물질은 분산 매질 내에서 자유롭게 확산되고, 분산 매질은 다상 콜로이드성 현탁액으로부터 확산될 수 있는 유리 미결합된 약물을 보유하지 않는다.
복합체화는 2가지 물리화학적 상황에서 발생한다. 한 경우에, 복합체화는 개별 분자 사이의 비공유 상호작용 (예를 들어, 수용체-리간드 상호작용)에 의해 발생한다. 이러한 유형의 복합체화는 분자 복합체화로 지칭된다. 제2 상황은 미립자 (이 경우에, 복합체화 작용제)의 표면에 비공유 결합 또는 흡착하는 화학 물질의 분자 (이 경우에, 약물의 분자)를 수반한다. 이러한 유형의 복합체화는 미립자 복합체화로 지칭되며, 상이한 미립자 흡착제 또는 복합체화 작용제는 미립자의 크기 및 형상, 표면에 존재하는 관능기, 및 미립자의 표면 불규칙성 및 다공성에 기초하여 상이한 흡착 특성을 갖는다. 미립자 복합체화의 유용성은 화학 흡착제 (예를 들어, 알루미나, 실리카 겔, 활성탄)가 토양의 특정 화학물질 (흔히 오염물)과 상호작용하는 것인 토양 과학; 흡착제 (예를 들어, 폴리프로필렌, 버미큘라이트, 펄라이트, 폴리에틸렌 등)가 오일 유출물을 세정하거나, 또는 시추 및 수압파쇄 장비로부터 잔류 오일을 제거하는 데 사용되는 것인 탄화수소 산업; 및 흡착제가 다양한 목적 (예를 들어, 윤활, 표면 냉각)을 위해 화학 물질을 결합시키는 데 사용되는 것인 산업 코팅 (예를 들어, 제올라이트, 실리카 겔, 인산알루미늄)을 포함한 다른 분야에서 인식되어 왔다.
의학적 적용에서, 흡착제는 섭취에 의한 급성 중독의 치료를 위해 사용되며 (예를 들어, 활성탄, 칼슘 폴리스티렌 술페이트, 규산알루미늄), 여기서 흡착제는 독소에 결합하여 장에서 체순환으로의 흡수를 제한한다. 제약 산업에서, 흡착 복합체화의 원리는 혈액 중 혈장 단백질에 대한 약물 결합, 계내 약물 방출을 위한 고체 스캐폴드 (예를 들어, 약물-용리 스텐트) 상의 약물 코팅, 및 경구 생체이용률 및 장 흡수를 개선시키기 위한 불용성 약물에 대한 부형제 부착의 화학적 성질을 이해하는 데 사용된다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은 미립자 복합체화를 이용할 수 있으며, 따라서 여기서 복합체화 작용제는 불규칙한 형상의 미립자로서 제제화되는 경우에, MTT-전구약물에 비공유로 결합하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는 능력을 갖는, 안구 조직과 상용성인 화학물질이다. 1개 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자는 소수성 분산 매질 내로 혼입 및 혼합되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하고, 이를 안구내로 및 안구주위로 안전하게 전달하여 목적하는 치료 지속기간 동안 안구 조직에서 예측가능한 치료 수준의 MTT-전구약물에 대한 지속적인 노출을 생성한다.
MTT-전구약물의 접합 모이어티는 구체적으로 1종 이상의 미립자 복합체화 작용제와 복합체화하거나 또는 비공유 상호작용을 형성하여 "약물-복합체" 미립자를 형성하는 그의 능력에 대해 선택되고, 이는 후속적으로 조합되고 선택된 분산 매질 내에 및 분산되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 복합체화 작용제는 6종의 부류의 화학 물질, 예컨대 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 핵산, 및 폴리사카라이드 중 1종으로부터 선택된다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은, 불규칙한 표면을 갖는 불규칙한 형상의 미립자의 형태인 경우에 MTT-전구약물에 대한 효과적인 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 핵산, 및 폴리사카라이드의 이들 6종의 부류의 화학 물질의 이전에 인식되지 않은 새로운 특성을 개시한다. 복합체화 작용제에 대한 기준은 다음을 포함할 수 있다: (1) MTT-전구약물의 플루오레세인-표지된 접합 모이어티는 MTT 자체가 아니라 접합 모이어티를 통해 미립자에 결합하며, 이는 현미경검사 영상화에 의해 입증가능함 (도 20a-20d, 21a-21d, 22a-22d, 23a-23d 참조); (2) 물질의 미립자가 MTT-전구약물의 용액에 첨가되는 경우에, 미립자의 원심분리 및 풀다운(pulldown) 시, 약리학상 유의한 양의 약물이 미립자에 복합체화된 것으로 관찰됨 (하기 표 2 참조); (3) 약물 미립자-복합체는 적절한 분산 매질 중에 재현탁되는 경우에 약물의 부분 방출을 입증하며, 이는 특정한 분산 매질 중 주어진 MTT-전구약물-복합체화 작용제 쌍에 대한 약물의 Kd 또는 미결합-결합 분율에 의해 입증될 수 있음 (하기 표 2 참조); (4) 약물-미립자 복합체는 분산 매질로부터 유용한 약동학적 방출 프로파일을 제공함 (도 25b 참조). 집합적으로, 이들 4가지 특성은 복합체화 작용제를 정의하고, 본원에 기재된 복합체화-기반 XRDDS (도 26 참조)를 가능하게 한다.
대조적으로, 구형 평활 표면 및 비반응성 코팅을 갖는 구형 미립자, 예컨대 예를 들어 실리콘 비드, 라텍스 비드, 및 특정 중합체 마이크로미립자는 MTT-전구약물과 복합체를 형성하지 못하고, 따라서 이는 배제될 수 있다 (예를 들어, 도 24a-24d 참조).
복합체화 작용제의 한 부류는 포화 또는 불포화일 수 있고 염 또는 에스테르의 형태일 수 있는 지방족 쇄를 갖는 카르복실산인 지방산이다. 예를 들어, 지방산은 CH3(CH2)nCOOH의 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 n은 4 내지 30이다. 염 형태 지방산의 구체적 예는 스테아르산마그네슘, 팔미트산마그네슘, 스테아르산칼슘, 팔미트산칼슘 등을 포함한다.
복합체화 작용제의 한 부류는 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물이다. 호변이성질체는 케토 형태 (케톤 또는 알데히드) 및 엔올 형태 (알콜) 사이의 화학적 평형을 겪을 수 있는 분자를 지칭한다. 통상적으로, 케토-엔올 호변이성질체화를 겪을 수 있는 화합물은 카르보닐 기 (C=O)를 본원에 도시된 바와 같이 히드록실 (-OH) 기에 인접한 한 쌍의 이중 결합된 탄소 원자, C=C-OH를 포함하는 엔올 호변이성질체와 평형으로 함유한다:
케토 및 엔올 형태의 상대 농도는 특정 분자의 화학적 특성 및 평형, 온도 또는 산화환원 상태를 포함한 화학적 미세환경에 의해 결정된다. 케토-엔올 호변이성질체화가 가능한 유기 화합물은 페놀, 토코페롤, 퀴논, 리보핵산 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
복합체화 작용제의 한 부류는 하전된 인지질이다. 일반적으로, 인지질은 글리세롤 분자, 2개의 지방산, 및 알콜에 의해 변형된 포스페이트 기로 이루어지며, 여기서 인지질의 극성 헤드는 전형적으로 음으로 하전된다. 예는 레시틴, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 오일 중 상이한 인지질, 및 복합체화 작용제로서 작용하도록 개별적으로 또는 조합되어 사용될 수 있는 많은 다른 것들을 포함한다. 음이온성 인지질은 포스파티드산, 포스파티딜 세린, 스핑고미엘린 또는 포스파티딜 이노시톨 중 1종을 포함할 수 있다. 일부 경우에, DLin-MC3-DMA와 같은 예를 포함하나, 이에 제한되지는 않는 양전하를 갖는 합성, 이온화가능한 인지질이 제조될 수 있다. 추가의 양이온성 인지질은 포스파티딜콜린의 양이온성 트리에스테르; 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-3-포스포콜린 (DMPC); 1,2-디올레오일-sn-글리세롤-3-포스포콜린 (DOPC); 1,2-비스(올레오일옥시)-3-(트리메틸암모니오)프로판 (DOTAP); 1,2-디올레오일-sn-글리세롤-3-포스포에탄올아민 (DOPE); 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-포스포콜린 (DPPC); 1,2-디올레오일-sn-글리세롤-3-에틸포스포콜린 (EDOPC); 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-3-에틸포스포콜린 (EDMPC); 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-에틸포스포콜린 (EDPPC) 중 1종을 포함할 수 있다. 제약 과학에서 인지질은 생체이용률의 개선, 독성의 감소, 및 세포 투과성의 개선을 위해 약물 제제화 및 전달 적용에 사용되어 왔다. 그러나, 본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 인지질은 MTT-전구약물 복합체 미립자가 혼입되고 분산되어 있는 안정한 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질 중에서 유리 MTT-전구약물을 조절하기 위한 목적으로 MTT-전구약물의 접합 모이어티에 비공유 결합시키고 MTT-전구약물 복합체 미립자를 형성시키는 복합체화 작용제 미립자로서 사용될 수 있다.
복합체화 작용제의 한 부류는 하전된 단백질이다. 단백질은 아미노산 잔기의 1개 이상의 긴 변화를 포함하는 대형 생체분자 및 거대분자이다. 단백질을 구성하는 아미노산은 성질상 양성, 음성, 중성 또는 극성일 수 있고, 집합적으로, 단백질을 구성하는 아미노산이 그의 전체 전하를 제공한다. 크기, 분자량, 미립자를 용이하게 형성하는 능력, 및 안구 조직과의 상용성에 기초하여 다양한 단백질이 복합체화 작용제로서 작용할 수 있다. 단백질의 전하는 특정 MTT-전구약물과의 그의 상용성을 결정할 것이며, 이에 따라 음으로 하전된 단백질은 MTT-전구약물의 양으로 하전된 접합 모이어티와 용이하게 복합체화될 것이고, 한편 양으로 하전된 단백질 (예를 들어, Arg-Gln-Ile-Arg-Arg-Ile-Ile-Gln-Arg-NH2 및 양전하를 갖는 합성 펩티드)은 MTT-전구약물의 음으로 하전된 접합 모이어티와 용이하게 복합체화될 것이다. 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는 단백질의 예는 알부민 및 콜라겐을 포함한다.
복합체화 작용제의 한 부류는 5탄당, 포스페이트 기 및 질소함유 염기를 포함하는 뉴클레오티드를 포함하는 생체중합체 거대분자인 핵산이다. 생물학적 기능 및 유전자 정보의 코딩을 위한 핵산의 중요성은 잘 확립되어 있다. 그러나, 핵산은 또한 핵산 효소 (예를 들어, 탄소 나노물질), 압타머 (예를 들어, 항체-유사 방식으로 기능하는 핵산 나노구조 및 치료 분자의 형성을 위함), 및 압타자임 (예를 들어, 생체내 영상화에 사용될 수 있음)을 포함한 다양한 적용을 갖는다. 제약 과학에서, 핵산이 다양한 유형의 약물을 위한 담체 시스템으로서 작용하는 담체-기반 시스템에서 사용하기 위해 특이하게 조작된 핵산이 고려되고 적용되어 왔다. 그러나, 본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 핵산은 이들이 고도로 음으로 하전되고, 따라서 미립자로서 제제화되고, 이어서 MTT-전구약물의 양으로 하전된 접합 모이어티에 대한 복합체화 작용제로서 작용할 수 있기 때문에, 담체 시스템이 아니라 오히려 복합체화 작용제로서 간주된다.
복합체화 작용제의 한 부류는 글리코시드 연결에 의해 함께 결합된 모노사카라이드 단위를 포함하는 장쇄 중합체 탄수화물인 폴리사카라이드이다. 빈번하게, 이들은 매우 불균질하며, 반복 모노사카라이드 단위의 약간의 변형을 함유한다. 구조에 따라, 이들은 물에 불용성일 수 있다. 폴리사카라이드 미립자 복합체화 작용제와 다른 분자, 이 경우 다양한 MTT-전구약물의 복합체화는, 다양한 정전기적 상호작용을 통해 일어날 수 있고 MTT-전구약물의 접합 모이어티 및 폴리사카라이드의 전하 밀도, 폴리사카라이드 복합체화 작용제 대 MTT-전구약물의 비, 이온 강도, 및 다른 특성에 의해 영향을 받는다. 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는 폴리사카라이드의 예는 고리형 폴리사카라이드 분자, 시클로덱스트린, 클라트레이트, 셀룰로스, 펙틴, 또는 산성 폴리사카라이드 (카르복실 기, 포스페이트 기, 또는 다른 유사하게 하전된 기를 함유하는 폴리사카라이드)를 포함한다.
본원에 기재된 조성물 및 방법에서, MTT-전구약물의 접합 모이어티는 주어진 복합체화 작용제에 대한 특이적 결합력을 갖고, 그와 복합체화를 형성하여, MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성한다. 이 결합력은 선택된 분산 매질 중 주어진 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 MTT-전구약물의 미결합-결합 분율인 Kd로서 측정될 수 있다. 추가로, MTT-전구약물-복합체 미립자는 공지된 양의 복합체화 작용제에 결합된 MTT-전구약물의 양으로 정의되는 MTT-전구약물의 측정가능한 결합 능력을 입증한다. 따라서, 특정한 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 접합 모이어티의 결합은 주어진 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리 약물을 제한하는 작용을 한다.
본원에 기재된 바와 같이, EY005-전구약물의 한 예는 EY005-스테아릴 (예를 들어, 도 16a)을 포함한다. EY005가 에스테르 결합을 통해 스테아릴 알콜에 연결되기 때문에, 생성된 EY005-스테아릴 전구약물은 고도로 친수성인 비변형된 MTT EY005와 비교하여 소수성이다. EY005-스테아릴은 고체 지질 미립자 복합체화 작용제, 예컨대 스테아르산마그네슘과 비공유 복합체를 용이하게 형성하여, MTT-전구약물-스테아르산마그네슘 미립자를 형성한다. 이 MTT-전구약물의 접합 모이어티의 소수성 장쇄 지방 알콜과 미립자 복합체화 작용제 스테아르산마그네슘 사이의 높은 결합력 상호작용은 MTT-전구약물을 결합시키는 작용을 하고, MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산된 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리 미결합된 MTT-전구약물을 제한한다.
EY005-전구약물의 또 다른 구체적 예는 EY005-트리-글루타메이트 (triGlu) (도 16b)를 포함하며, 여기서 EY005는 에스테르 결합을 통해 양으로 하전된 미립자 복합체화 작용제와 비공유 복합체를 용이하게 형성하는 음으로 하전된 펩티드 접합 모이어티인 글루타메이트 삼량체 / 트리펩티드에 연결되어 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성한다. 이것의 음으로 하전된 접합 모이어티와 미립자 복합체화 작용제의 양전하 사이의 높은 결합력 상호작용은 MTT-triGlu 전구약물을 결합시키는 작용을 하고, MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산되어 있는 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리 미결합된 MTT-전구약물을 제한한다.
EY005-전구약물의 또 다른 구체적 예는 EY005-트리-아르기닌 (triArg) (도 16c)을 포함하며, 여기서 EY005는 에스테르 결합을 통해, 음으로 하전된 미립자 복합체화 작용제와 비공유 복합체를 용이하게 형성하는 양으로 하전된 펩티드 접합 모이어티인 아르기닌 삼량체 / 트리펩티드에 연결되어 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성한다. 이것의 양으로 하전된 접합 모이어티와 미립자 복합체화 작용제의 음전하 사이의 높은 결합력 상호작용은 MTT-triArg 전구약물을 결합시키는 작용을 하고, MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산되어 있는 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리 미결합된 MTT-전구약물을 제한한다.
본원에 기재된 바와 같이, MTT-전구약물-복합체 미립자의 형성은 직접적 가시화에 의해 실험적으로 검증될 수 있다. 예를 들어, MTT-전구약물 EY005-스테아릴을 플루오레세인 이소티오시아네이트 (FITC)로 형광 표지하고, 상이한 복합체화 작용제와 혼합하였다. 이어서 생성된 혼합물을 직접적 형광 현미경검사 하에 가시화하였다. 이러한 접근법을 사용하여, FITC-표지된 EY005-스테아릴은 여러 상이한 복합체화 작용제: 스테아르산마그네슘 (이전에 기재된 바와 같이, 및 예상된 바와 같이); 큰, 하전된 담체 단백질인 알부민; 및 큰 시클릭 탄수화물 분자인 시클로덱스트란, 및 음이온성 인지질인 레시틴과 함께 약물-복합체 미립자를 형성하는 것으로 관찰되었다 (도 20a-20d, 21a-21d, 22a-22d, 23a-23d 참조). 대조적으로, FITC-표지된 EY005-스테아릴은 실리카 마이크로비드와 약물-복합체 미립자를 형성하는 것으로 관찰되지 않았으며 (도 24a-24d 참조), 이는 복합체화 및 약물-복합체 미립자 형성 과정이 약물과 복합체화 작용제 사이의 유리한 비공유 상호작용에 고도로 의존성임을 나타낸다.
또한, 이러한 비공유 상호작용은 MTT-전구약물의 접합 모이어티에 의해 특이적으로 매개된다. 복합체화 작용제와 혼합된 FITC-표지된 EY005-스테아릴을 카르복시에스테라제의 수용액 (0.1 μg/mL)으로 처리하여 전구약물의 에스테르 결합을 가수분해함으로써 형광 펩티드를 방출시켰다. 복합체화된 미립자는 현미경검사에 의해 더 이상 형광 표지되지 않았으며 (도 20d, 21d, 22d, 23d 참조), 이는 전구약물의 복합체화가 MTT-전구약물의 접합 모이어티에 의해 특이적으로 매개된다는 것을 확인시켜 준다.
본원에 기재된 바와 같이, 복합체화 작용제가 약물에 대해 높은 결합력을 갖는 약물-복합체 미립자의 형성은 실험적으로 정량화 및 검증될 수 있다. 예를 들어, MTT-전구약물 EY005-스테아릴을 기지의 양의 선택된 개별 복합체화 작용제와 혼합하였다. 이어서 EY005-스테아릴-복합체화 작용제 혼합물을 적절한 분산 매질 (이 경우에, 메틸 라우레이트)에 첨가하고, 분산 매질 중에 존재하는 미결합된 전구약물로부터 복합체화 작용제에 결합된 EY005-스테아릴이 "풀다운" 또는 분리되도록 원심분리하였다. EY005-스테아릴 내용물로부터 풀다운된 미립자 및 분산 매질의 HPLC 분석은 복합체화 작용제에 결합된 MTT-전구약물의 분율, 및 MTT-전구약물 / 복합체화 작용제 쌍에 대한 미결합 대 결합 계수인 Kd 값의 계산을 결정하였다. 이러한 유형의 검정을 사용하여, Kd 값을 생성하여 선택된 분산 매질 중 특정 MTT-전구약물 / 복합체화 작용제 쌍에 대한 미결합 대 결합 약물 비를 확인할 수 있다 (예를 들어, 하기 표 2 참조).
본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 본원에 정의된 바와 같은 분산 매질은 MTT-전구약물 복합체 미립자를 안정하게 분산시키고 MTT-전구약물 및 미립자 복합체화 작용제와 혼합 시 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 소수성 액체이다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은 효과적인 분산 매질로서 작용하도록 하는 특정 오일의 새로운 및 이전에 인식되지 않은 특성을 개시한다. 이들은 소수성, 높은 출발 점도, 및 MTT-전구약물-복합체 미립자와 혼합될 때 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하도록 하는 다른 특성을 포함한다. 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 규정하는 기준은 안구 생리학적 환경의 시험관내 (즉, 37℃, 완충 염수, 유리체 효소, 희석 혈청) 또는 안구내로 주사되는 경우의 생체내의 노출 후, 이식물 수명의 사전명시된 지속기간 동안 미립자의 침강, 분리 또는 해리 없이 MTT-전구약물-복합체 미립자의 균일한 혼합 및 분포를 포함한다. 안정성은 또한 오일에 대한 MTT-전구약물-복합체 미립자의 상대 백분율 (중량 대 중량), 및 미립자의 크기 및 질량에 따라 달라진다.
안정한 다상 콜로이드성 현탁액의 형성에 대한 이러한 기준을 충족하는 4종의 부류의 오일은 포화 지방산 메틸 에스테르, 불포화 지방산 메틸 에스테르, 포화 지방산 에틸 에스테르 또는 불포화 지방산 에틸 에스테르를 포함한다. 분산 매질은 이들 부류 중 1종으로부터의 개별 오일일 수 있거나 안정한 콜로이드성 현탁액의 목적하는 목표를 달성하기 위해 특별히 설계되고 혼합된 상이한 점도 값을 갖는 오일의 혼합물로서 설계될 수 있다.
반면, 실리콘 오일, 점성 젤라틴 및 점성 프로테오글리칸을 포함한 특정의 다른 오일 및 점성 물질은 생리학적 안구 미세환경 (즉, 37℃, 완충 염수, 유리체 효소, 희석 혈청) 또는 눈에 주사된 경우 생체내에 노출되었을 때 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 데 실패하거나 급속하게 대상부전성이다.
MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액의 한 예에서, EY005-스테아릴은 스테아르산마그네슘 (고체 지방산) 복합체화 작용제와 혼합되고 EY005-스테아릴은 알파-토코페롤 (케토-엔올 호변이성질체) 복합체화 작용제와 혼합되고, 두 약물-복합체 미립자 쌍은 메틸 라우레이트에 혼입되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액, 또는 미토(Mito) XR 볼루스 이식물을 형성한다.
시험관내 동역학 연구에서, 미토 XR의 이와 같은 파일럿 제제는 EY005 생물활성 테트라펩티드의 0차 (즉, 선형) 동역학을 달성하여, 분산 매질 내의 유리 생물활성 MTT가 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로 방출되는, 3개월의 목적하는 약물 방출 지속성을 달성하였다 (도 27 참조).
시험관내 효능 연구에서, 미토 XR의 볼루스 이식물을 내인성 에스테라제를 사용한 RPE 세포 배양 모델에 첨가하였다. 세포 배양 데이터는 세포 미토콘드리아 기능장애의 역전과 관련하여 21일 시점에서 ~80% 개선된 세포골격의 회복을 입증하였다 (도 28a-28d). 이 데이터는 복합체화 작용제와 혼합되고 분산 매질에 혼입되어 미토 XR의 제제 내에 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 EY005-스테아릴이 예측가능한 치료 수준에서 EY005의 지속 방출을 생성할 수 있음을 확인시켜 주며, 이는 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질로부터 주위 안구 생리학적 환경으로 방출되는 MTT-전구약물의 절단 시 생물활성이다.
일부 예에서, MTT-전구약물은 동물 또는 인간의 눈에 배치된 본원에 기재된 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템인 미토 XR 내에서 제제화될 수 있다. 예를 들어, 토끼의 눈에서 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 내에 제제화된 MTT-전구약물의 유리체내 투여는 목적하는 1일 방출 속도로의 활성 MTT의 지속 방출을 생성하고 유리체 및 망막에서 약물의 목적하는 표적 조직 수준을 달성하는 것으로 밝혀졌다.
생체내 동역학 연구에서, LC/MS 분석을 사용하여, 본 발명자들은 토끼 눈에서 IVT 미토 XR (EY005-스테아릴 페이로드 1mg) 볼루스 주사 후 6주가지 높은 망막 EY005 수준 (> 300 ng/g)이 지속된 것으로 측정하였고 (도 29), 이는 내인성 에스테라제가 생체내에서 활성 EY005를 방출한다는 것을 확인시켜 준다. 회수된 볼루스는 ~50% 잔류 페이로드를 가졌으며, 이는 이식물 제제가 0차 방출 동역학을 고려할 때 EY005 수준 > EC50의 ~90일 방출을 달성할 것임을 나타낸다.
중요하게는, 미토 XR의 제제는 토끼 눈에서 임상적으로 잘 허용되는 것으로 보였으며 (도 30a), 독성의 조직학적 증거는 없었다 (도 30b).
EY005-스테아릴 전구약물과 대조적으로, EY005 천연 테트라펩티드는 복합체화 작용제와 비공유 상호작용을 형성하지 못한다. FITC-표지된 EY005는 상이한 복합체화 작용제 (예를 들어, 스테아르산마그네슘, 알부민, 시클로덱스트린, 레시틴)와 혼합될 때 가시적인 약물-복합체 미립자를 생성하지 않았다 (도 20b, 21b, 22b, 및 23b).
또한, EY005-스테아릴의 미토 XR의 제제에 사용된 것과 동일한 분산 매질로 동일한 복합체화 작용제와 함께 EY005 천연 생물활성 펩티드를 혼입시키는 것은 시험관내에서 생물활성 MTT의 과도한 방출, 또는 "덤프(dump)" (도 27)를 생성하였다. 추가적으로, 유리체 내로 투여된 EY005 천연 펩티드의 다상 콜로이드성 현탁액 볼루스 제제는 21일 이후에 검출가능한 EY005 조직 수준을 생성하지 않았으며 (도29), 이는 생체내에서의 천연 MTT 약물의 과도한 방출을 또한 나타낸다. 또한, 과도한 약물 방출 또는 "덤핑"과 일치하게, 회수된 볼루스에 잔류 약물은 없었다. 따라서, 다상 콜로이드성 현탁액 내로의 천연 비변형 MTT의 혼입은 지속 방출을 생성하기에는 불충분하며, 연장 방출 약물 전달 시스템의 사양을 달성하지 못한다. 중요하게는, 이들 데이터는 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질로부터 방출된 유리 MTT-전구약물의 공유 결합의 절단 후에 조직 내로의 활성 MTT의 제어된 지속 방출을 달성하기 위해, MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하기 위한 전구약물 구축물 및 전구약물 접합 모이어티와 복합체화 작용제 사이의 특이적 상호작용에 대한 필요성을 확인하고 강조한다 (도 31-32).
본원에 기재된 MTT-전구약물 화합물은 1종 이상의 미립자 복합체화 작용제와 상호작용하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하며, 이는 적절한 분산 매질 중에서 혼합되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하고 그 결과로 XR의 제제를 형성하는 경우, 미토 XR 이식물의 단일 투여 후 1 내지 12 개월 또는 그 초과의 지속기간 동안 EC50 (즉, 미토콘드리아 기능장애의 역전을 위한 50% 최대 반응을 생성하는 약물의 유효 농도)을 충족시키거나 초과하는 활성 MTT의 유리체 및 망막 농도를 제공할 수 있다.
본원에 기재된 망막 질환 병리생물학의 치료를 위한 지속적인 높은 안구 조직 수준 및 그에 따라 생성된 이익은 비변형된 미토콘드리아-표적화된 펩티드의 전신 투여 또는 유리체내 투여로 실현가능하지 않다. MTT-전구약물의 상용성 XRDDS로의 성공적인 혼입, 이 경우에, 복합체화-기반 XRDDS는 안구 질환 (예를 들어, 연령-관련 황반 변성 (AMD))에 대한 이들 치료 이익을 달성하는 데 필수적이다.
본원에서 기재되는 미토 XR의 조성물 및 방법은 건성 AMD, 습성 AMD, 당뇨병성 망막병증 (DR), 망막 정맥 폐쇄 (RVO), 후천성 및 유전성 망막 변성, 및 다른 망막 및 시신경 질환을 포함한 다양한 망막 및 눈의 후부 질환을 치료하기 위해 유리체내 또는 안구주위 투여 경로에 의한 눈으로의 이식물의 전달에 의해 적용될 수 있다.
미토 XR의 이식물은 방출 및 세포 효능에 대한 시험관내 연구, 및 독성학, 약동학 (PK) 및 효능에 대한 생체내 연구에 의해 특징화되며, 이는 망막 질환에 걸린 인간 및 동물에서의 임상 용도를 위한 그의 잠재적 유용성을 입증한다.
이식물로부터의 생물활성 약물의 방출은 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질 내의 유리 미결합된 MTT-전구약물의 주위 안구 생리학적 환경으로의 확산, 및 신체의 조직 구획 내 (즉, 유리체 내 또는 안구주위 조직 내)의 천연 효소를 통한 공유 결합의 절단에 의한 전구약물로부터의 활성 MTT의 방출에 의존한다. 대안적으로, 전구약물로부터의 활성 MTT의 방출은 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로 방출되는 MTT-전구약물의 가수분해에 의해 발생할 수 있다.
국소 안구 투여를 위한 치료 조성물은 본원에 기재된 임의의 MTT-전구약물을 포함할 수 있으며, 여기서 MTT-전구약물의 접합 모이어티는 선택된 상용성 복합체화 작용제와 비공유 상호작용 (복합체)을 형성하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하고, 이는 이어서 소수성 분산 매질 내에서 혼입 및 혼합되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 접합 모이어티, 복합체화, 및 다상 콜로이드성 현탁액 내의 복합체 미립자의 안정한 분산의 조합 효과는 활성 MTT 약물의 물리화학적 특성을 변경시키고, 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로의 방출에 이용가능한 유리 MTT-전구약물의 양을 제한하고, MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 물의 접근을 제한하여, 목적하는 질환 치료 지속기간 동안 치료 수준의 활성 약물의 지속 방출 및 연속적, 예측가능한 노출을 용이하게 한다.
또한, 분산 매질 내의 전구약물의 접합 모이어티 및 복합체화 작용제 사이의 비공유 상호작용을 용이하게 하고 분산 매질 내의 유리 MTT-전구약물의 양을 제한하는 작용을 하는 불활성 접합 모이어티에 공유 연결된 생물활성 MTT를 포함하는 MTT-전구약물을 사용하여, 안구 내 및 안구 주위에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법이 본원에 기재된다.
일반적으로, 안구 내 또는 안구 주위에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법은 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 활성 약물의 충분히 높은 지속 망막 및 RPE 조직 수준을 생성하는 미토 XR의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사를 특이적으로 가능하게 하여 질환의 이들 병리학적 특색을 변형시키는 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여함으로써, 타원체 구역을 비롯한 감각신경 망막 구조를 치료 또는 보존하고, RPE 이형성, RPE-연관 세포외 매트릭스 조절이상, 비정상적 RPE 대사, RPE하 침착물, 및/또는 드루젠 침착물을 치료하는 방법이 기재된다.
또한, 활성 약물의 충분히 높은 지속 안구 조직 수준을 생성하는 미토 XR의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사를 특이적으로 가능하게 하여 관련 안구 조직의 기능을 개선시키는 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여함으로써, 망막 및 안구 질환을 갖는 환자에서 시각을 개선시키거나 시각 상실을 예방하는 방법이 기재된다.
또한, 활성 약물의 충분히 높은 지속 망막 및 RPE 조직 수준을 생성하는 미토 XR의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사를 특이적으로 가능하게 하여 세포 건강을 회복시키고, 세포 사멸을 제한하고, 생체 조직의 진행성 손실을 방지하는 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여함으로써, 위축성 망막 질환, 예를 들어 지도형 위축의 발병 또는 진행을 예방하는 방법이 기재된다.
임의의 이들 방법에서, 활성 MTT는 눈의 유리체 또는 다른 조직 내에 존재하는 에스테라제에 의한 전구약물의 절단을 통해 방출될 수 있다. 활성 미토콘드리아 표적화된 펩티드는 가수분해 또는 생물활성 미토콘드리아-표적화된 펩티드 약물의 방출을 일으키는 다른 반응을 통해 방출될 수 있다. 방출된 생물활성 MTT 약물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe-OH, 또는 표 1의 목록에 개시된 임의의 MTT일 수 있다.
투여는 미토 XR 이식물의 주사를 통한 국부 안구 투여를 포함할 수 있다.
미토 XR은 유리체내 (IVT), 안구주위, 테논낭하(sub-Tenon), 결막하, 맥락막상, 또는 전방내 경로를 사용하여 눈에 투여될 수 있다. 투여는 볼루스 양식으로서 미토 XR의 제제를 눈의 유리체에 주사하는 것을 포함할 수 있다 (도 33a, 도 34).
투여는 지속 방출 약물 제제화 장치의 양식으로서 미토 XR 이식물 내 전구약물의 제제 (다상 콜로이드성 현탁액)를 주사하는 것을 포함할 수 있다. 연장 방출 약물 전달 시스템은 생침식성 또는 비-생침식성 이식물을 눈의 유리체 내로 전달하는 것을 포함할 수 있다 (도 33, 도 34).
이러한 방법들 중 임의의 것은 미토 XR을 대상체의 눈에 투여하는 데 1-12개월의 치료 간격을 포함할 수 있다. 방법은 건성 연령-관련 황반 변성 (AMD), 습성 AMD, 당뇨병성 망막병증 (DR), 망막 정맥 폐쇄 (RVO), 색소성 망막염 (RP), 녹내장, 시신경 질환을 포함한 망막 및 시신경 질환을 치료하는 방법, 또는 망막 및/또는 시신경의 신경보호를 위한 방법일 수 있다.
방법은 혈관 내피 성장 인자의 억제, 보체 억제, 또는 항염증 약물, 예컨대 코르티코스테로이드의 투여를 비롯한 다른 치료 양식과 함께 사용될 수 있다.
대상체의 눈에서 미토콘드리아 기능장애를 치료 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상의 속도는 정상 상태 투여 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)는 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체의 눈에서 RPE 이형성 또는 RPE하 침착물을 치료하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 투여 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체에서 시각 상실을 치료하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 투여 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체에서 시각 상실을 치료하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 투여 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체에서 위축성 망막 질환의 발병 또는 진행을 예방하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 투여 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
본원에 기재된 모든 방법 및 장치는 임의의 조합으로 본원에서 고려되고, 본원에 기재된 바와 같은 이익을 달성하는 데 사용될 수 있다.
선택된 MTT-전구약물을 복합체화 작용제 미립자와 혼합하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는, 미토 XR의 제조 방법이 본원에 기재된다. 이어서 1종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자(들)를 첨가하고, 선택된 분산 매질에 혼입시켜 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 생성된 MTT-전구약물, 복합체화 작용제 및 분산 매질의 제제는 미토 XR의 이식물을 형성한다 (도 35).
Kd의 특성은 주어진 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 결합력의 척도이고, 주어진 분산 매질 중 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 MTT-전구약물의 미결합-결합 분율로서 정의된다. 특정 Kd 값은 본원에 기재된 바와 같은 특정 방출 검정에 의해 측정될 수 있다.
이식물로부터의 MTT-전구약물의 방출의 조절은 분산 매질 내의 미결합 분율에 의해 결정되며, 이는 다시 특정 분산 매질 내 주어진 복합체화 작용제의 미결합 대 결합 MTT-전구약물의 비로 정의되는 Kd에 의해 결정된다. 특정한 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 Kd의 지식은 전구약물-복합체화 작용제의 특정한 조합의 선택을 가능하게 하여 사전명시된 방출 동역학 프로파일을 달성한다. 다상 콜로이드성 현탁액 중 1종 초과의 복합체화 작용제의 함유는 시간 경과에 따른 분산 매질 내의 약물의 미결합 분율 및 이에 따른 시스템의 방출 동역학을 조절하는 데 사용될 수 있다 (도 25b, 35a-35e, 도 36 참조).
예를 들어, 미토 XR의 일부 제제에서, 제1 상 및 제2 상의 방출이 있을 수 있으며, 여기서 제1 상 동안 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 방출이 증가되고, 후속적으로 제2 상 동안 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 방출이 더 낮아진다 (도 36 참조). 이 제제는 2종의 상이한 MTT-전구약물-복합체 미립자의 조합에 의해 달성될 수 있으며, 여기서 하나의 복합체 미립자는 제1 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 낮은 친화도를 반영하는 높은 Kd를 갖고, 제2 복합체 미립자는 제2 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 높은 친화도를 반영하는 낮은 Kd를 갖는다. 이 설정에서, 방출의 제1 상은 보다 높은 Kd (낮은 친화도) 미립자로부터의 MTT-전구약물 방출의의 보다 빠른 속도인 "버스트"일 수 있고, 방출의 제2 상은 보다 낮은 Kd (보다 높은 친화도) 미립자로부터의 MTT-전구약물 방출의 보다 느린 정상 상태이다. 이러한 방식으로, 상이한 MTT-전구약물-복합체 미립자를 목적하는 비 및 비율로 특이적으로 선택 및 조합하여 미토 XR 제제로부터의 MTT-전구약물 방출의 사전명시된 동역학적 프로파일을 달성할 수 있다.
이러한 예에서, 선택된 분산 매질에 혼입된 2종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 조합에 대한 조합 효과는, 미토 XR 이식물 내에 혼입 및 분산된 개별 약물-복합체화 작용제 미립자 성분으로부터의 방출 속도의 적분에 기초하여 2개 이상의 상에서의 MTT의 방출이다 (도 35).
생체내 유리체 농도에서 미토 XR에 의해 달성된 실제 방출 동역학은 1개월 이상의 연장 방출 기간 동안 EC50을 충족시키거나 초과할 수 있다. EC50은 미토콘드리아 기능장애의 구체적 판독에 의해, 기존 미토콘드리아 기능장애의 역전 및 신규 발병 미토콘드리아 기능장애의 예방 둘 다에 대해 측정된 미토콘드리아 기능장애의 감소에 대한 최대 반응의 50%를 달성하는 MTT-전구약물 화합물의 농도를 반영한다.
2-상 방출 동역학을 갖는 미토 XR의 제제에서, 유리체 내 MTT-전구약물의 농도는 초기 버스트 상 동안 역전 EC50을 초과하고, 후속적으로 제2 (정상 상태) 상 동안 예방 EC50을 초과할 수 있으며, 방출 동역학, 특정 MTT-전구약물-복합체 미립자의 선택, 상이한 미립자 조합의 특정 비 및 비율, 및 미토 XR 제제 중 MTT-전구약물의 총 페이로드가 약물 방출의 목적하는 지속기간 동안 이러한 설계된 방출 동역학을 달성하도록 선택될 수 있다.
단일-상 방출 동역학을 갖는 미토 XR의 제제에서, 유리체 내 MTT-전구약물의 농도는 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대한 EC50을 초과할 수 있다.
3-상 방출 동역학을 갖는 미토 XR의 제제에서, 유리체 내 MTT-전구약물의 농도는 제1 상 동안 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대한 EC50을 초과할 수 있고, 제2 상 동안 정상 상태 방출에 대해 미토콘드리아 기능장애의 예방에 대한 EC50을 초과할 수 있고, 제3 후기-버스트 상 동안 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대한 EC50을 초과할 수 있다.
다상 콜로이드성 현탁액은 유동성 볼루스 이식물 (도 33a), 특정 크기 및 형상의 고체 금형, 또는 생침식성 또는 비-생침식성 슬리브 또는 외부 커버링을 충전하여 튜브 이식물을 형성하는 반고체 (도 33b)를 포함한, 유리체 내로 주사될 수 있는 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템의 여러 방식 중 하나로서 제제화될 수 있다 (도 33a-33c 및 34). 일부 예에서, 튜브는 그 자체가 연장 방출 약물 전달 시스템으로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 튜브는 안구 조직과 상용성인 생분해성 중합체 (예를 들어, 폴리(락트산-코-글리콜산) PLGA)로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 튜브는 MTT-전구약물의 방출을 위해 개방된 한쪽 또는 양쪽 말단을 가질 수 있다. 튜브는 도 34 (우측)에 제시된 바와 같이 바늘 또는 캐뉼라 (도 33b)를 통해 유리체 내로 또는 안구주위 조직 내로 주사될 수 있다. 일부 예에서, MTT-전구약물이 혼입된 연장 방출 약물 전달 시스템은 형상으로 성형될 수 있다 (도 33c).
예를 들어, 절단가능한 공유 결합에 의해 접합 모이어티에 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT) (예를 들어, 서열 1-635로부터의 임의의 MTT)를 포함하는 전구약물 화합물이 본원에 기재된다.
일부 예에서, 전구약물 화합물은 화학식 R'-R을 가지며, 여기서 R'는 C-말단 아미노산이 절단가능한 공유 결합에 의해 R에 공유 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)이고, 여기서 R은 접합 모이어티이고, 상기 결합은 효소적 절단, 촉매작용, 가수분해 또는 다른 반응에 의해 제거되어 유리 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 R' 및 접합 모이어티 R을 생성할 수 있고, 여기서 R은 C4-C30 지질 모이어티 (지방산 또는 지방 알콜), C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티 또는 탄수화물 모이어티로부터 선택된다.
일부 예에서 전구약물 화합물은 화학식 R'(-O)-R을 가지며, 여기서 R'는 C-말단 아미노산 히드록실 기가 에스테르 결합을 통해 R에 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)이고, 여기서 R 또는 -O-R은 C4-C30 지질 모이어티 (지방산 또는 지방 알콜), C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티, 또는 탄수화물 모이어티로부터 선택된 접합 모이어티이다.
일부 예에서, 전구약물 화합물은 하기 화학식을 갖는다: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R (EY005-R로서 지정됨)
여기서 제4 아미노산은 에스테르 결합을 통해 R에 연결되고, R 또는 -O-R은 C4-C30 지질 모이어티, (지방산 또는 지방 알콜), C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, 또는 PEG화된 모이어티, 또는 탄수화물 모이어티로부터 선택된 접합 모이어티이다.
일부 예에서, 전구약물 화합물은 하기 화학식 중 하나를 갖는다: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-옥타데실; H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-Arg(n) (여기서 n은 1 내지 30임); H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-Glu(n) (여기서 n은 1 내지 30임). H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-옥타데실은 또한 동등하게 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-스테아릴로 지칭된다.
분산 매질 중에 혼합된, 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물 및 1종 이상의 복합체화 작용제를 포함하는 다상 콜로이드성 현탁액의 조성물이 또한 본원에 기재된다. MTT는 서열식별번호: 1-635 중 하나로부터의 서열을 갖는 미토콘드리아 표적화된 펩티드이다. 복합체화 작용제는 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 리보핵산 및 폴리사카라이드의 6종의 부류 중 1종으로부터 선택된, MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성할 수 있는, 불규칙한 형상의 미립자로서 제제화된 화학 물질일 수 있다. 예를 들어, 복합체화 작용제는, 포화 또는 불포화일 수 있고 염 또는 에스테르의 형태일 수 있는, CH3(CH2)nCOOH (여기서, n은 4 내지 30임)의 화학식을 갖는 지방족 쇄를 갖는 카르복실산인 지방산일 수 있고, 하기를 포함한다: 팔미트산마그네슘, 스테아르산마그네슘, 팔미트산칼슘, 스테아르산칼슘. 복합체화 작용제는 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 케토 형태 (케톤 또는 알데히드)와 엔올 형태 (알콜) 사이의 화학적 평형을 겪을 수 있는 분자 중 1종 이상일 수 있고, 페놀 화합물, 토코페롤 화합물, 퀴논 화합물, 리보핵산 화합물을 포함한다. 복합체화 작용제는 1종 이상의 하전된 인지질일 수 있고, 음이온성 인지질, 레시틴, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 스핑고미엘린, 양전하를 갖는 합성 인지질, DLin-MC3-DMA를 포함한다. 복합체화 작용제는 양성 또는 음성일 수 있는 하전된 단백질일 수 있고, 알부민, 합성 폴리펩티드, 혈장 단백질, 알파2-마크로글로불린, 피브린, 콜라겐을 포함한다. 일부 예에서, 복합체화 작용제는 5탄당, 포스페이트 기 및 질소함유 염기를 포함하는 뉴클레오티드를 포함하는 생체중합체 거대분자를 포함하는 리보핵산이다. 일부 예에서, 복합체화 작용제는 글리코시드 연결에 의해 함께 결합된 모노사카라이드 단위를 포함하는 장쇄 중합체 탄수화물인 폴리사카라이드이고, 고리형 폴리사카라이드 분자, 시클로덱스트린, 클라트레이트를 포함한다.
분산 매질은 다상 콜로이드성 현탁액을 형성할 수 있고, 선택된 MTT-전구약물-복합체 미립자와 혼합될 때 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 것으로 이전에 공지되지 않은 4종의 부류의 소수성 오일 중에서 선택될 수 있다: 포화 지방산 메틸 에스테르, 불포화 지방산 메틸 에스테르, 포화 지방산 에틸 에스테르, 불포화 지방산 에틸 에스테르. 분산 매질은 메틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 메틸 펜타노에이트, 메틸 헥사노에이트, 메틸 헵타노에이트, 메틸 옥타노에이트, 메틸 노나노에이트, 메틸 데카노에이트, 메틸 운데카노에이트, 메틸 도데카노에이트 (메틸 라우레이트), 메틸 트리데카노에이트, 메틸 테트라데카노에이트, 메틸 9(Z)-테트라데세노에이트, 메틸 펜타데카노에이트, 메틸 헥사데카노에이트, 메틸 헵타데카노에이트, 메틸 옥타데세노에이트, 메틸 노나데카노에이트, 메틸 에이코사노에이트, 메틸 헨에이코사노에이트, 메틸 도코사노에이트, 및 메틸 트리코사노에이트 중 1종 이상을 포함하는 포화 지방산 메틸 에스테르를 포함할 수 있다. 분산 매질은 메틸 10-운데세노에이트, 메틸 11-도데세노에이트, 메틸 12-트리데세노에이트, 메틸 9(E)-테트라데세노에이트, 메틸 10(Z)-펜타데세노에이트, 메틸 10(E)-펜타데세노에이트, 메틸 14-펜타데세노에이트, 메틸 9(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 9(E)-헥사데세노에이트, 메틸 6(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 7(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 11(Z)-헥사데세노에이트 중 1종 이상을 포함하는 불포화 지방산 메틸 에스테르를 포함할 수 있다. 분산 매질은 에틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 에틸 부티레이트, 에틸 펜타노에이트, 에틸 헥사노에이트, 에틸 헵타노에이트, 에틸 옥타노에이트, 에틸 노나노에이트, 에틸 데카노에이트, 에틸 운데카노에이트, 에틸 도데카노에이트 (에틸 라우레이트), 에틸 트리데카노에이트, 에틸 테트라데카노에이트, 에틸 9(Z)-테트라데세노에이트, 에틸 펜타데카노에이트, 에틸 헥사데카노에이트, 에틸 헵타데카노에이트, 에틸 옥타데세노에이트, 에틸 노나데카노에이트, 에틸 에이코사노에이트, 에틸 헨에이코사노에이트, 에틸 도코사노에이트 및 에틸 트리코사노에이트 중 1종 이상을 포함하는 포화 지방산 에틸 에스테르를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 분산 매질은 에틸 10-운데세노에이트, 에틸 11-도데세노에이트, 에틸 12-트리데세노에이트, 에틸 9(E)-테트라데세노에이트, 에틸 10(Z)-펜타데세노에이트, 에틸 10(E)-펜타데세노에이트, 에틸 14-펜타데세노에이트, 에틸 9(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 9(E)-헥사데세노에이트, 에틸 6(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 7(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 11(Z)-헥사데세노에이트 중 1종 이상을 포함하는 불포화 지방산 에틸 에스테르를 포함할 수 있다.
또한, 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 유리체내 (IVT), 안구주위, 테논낭하, 결막하, 맥락막상 또는 전방내 투여 경로 중 하나 이상을 포함한 국부 안구 투여에 의해 투여하는 것을 포함하는, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 사용하여 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 방법이 본원에 기재된다. MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액은 건성 연령-관련 황반 변성 (AMD), 습성 AMD, 당뇨병성 황반 부종 (DME), 망막 정맥 폐쇄 (RVO), 및 유전성 망막 변성 (IRD), 망막 변성, 외상성 손상, 허혈성 혈관병증, 후천성 또는 유전성 시신경병증, 녹내장, 안내염, 망막염, 포도막염, 망막 및 포도막관의 염증성 질환, 푸크스 각막 이영양증, 각막 부종, 안구 표면 질환, 안구 건조 질환, 만성 진행성 외안근마비 (CPEO), 결막 질환, 안구주위 조직의 질환, 및 안과 질환 중 하나 이상을 포함한 안구 상태 및 질환에 대한, 발병의 예방 또는 느린 진행, 시각 상실의 예방 또는 시각의 개선, 파괴성 또는 퇴행성 측면의 발병의 예방 또는 개선 중 하나 이상에 의해 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 데 사용될 수 있다.
MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 국소 안구 투여에 의해 투여하는 것은 이식물로부터 투여하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액의 접합 모이어티의 불규칙적 형상의 미립자 복합체화 작용제에 대한 가역적 비공유 복합체화, 및 소수성 분산 매질 내에서의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 안정한 분산의 조합은 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로의 방출에 이용가능한 유리 MTT-전구약물을 제한한다.
눈의 미토콘드리아 장애의 치료는 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 망막 색소 상피(RPE) 및 망막 조직을 치료 수준의 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액에 지속적으로 노출시킴으로써, 인간 환자 또는 동물에서의 RPE 이형성, RPE-연관 세포외 매트릭스 조절이상, 및/또는 RPE하 침착물을 치료하는 것을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 것은 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 망막 색소 상피 (RPE) 및 망막 조직을 치료 수준의 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액에 지속적으로 노출시킴으로써 환자에서 시각을 개선시키거나 또는 시각 상실을 예방하는 것을 포함한다.
예를 들어, 대상체의 눈에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 및 대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 및 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고 제2 상은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
활성 약물의 높은 지속 망막 및 망막 색소 상피 (RPE) 조직 수준을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템에서의 제제의 국부 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 대상체의 눈에서 망막 색소 상피 (RPE) 이형성 또는 RPE하 침착물을 치료하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 및 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고 제2 상은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
일부 예에서, 활성 약물의 높은 지속 망막 및 망막 색소 상피 (RPE) 조직 수준을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템에서의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 대상체에서 시각 상실을 치료하는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 및 대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계를 포함하며, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 이어서 제2 상이 이어진다.
활성 약물의 높은 지속 망막 및 망막 색소 상피 (RPE) 조직 수준을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 대상체에서 감각신경 망막 및/또는 RPE의 위축의 발병을 예방하거나 위축의 진행을 늦추는 방법은 치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 그 후에 제2 상이 연장된다. 임의의 이들 방법에서 전구약물은 본원에 기재된 임의의 전구약물 (예를 들어, MTT-전구약물)일 수 있다.
본원에 기재된 모든 방법 및 장치는 임의의 조합으로 본원에 고려되고 본원에 기재된 바와 같은 이익을 달성하는 데 사용될 수 있다.
본원에 기재된 방법 및 장치의 특색 및 이점의 보다 나은 이해는 예시적 실시양태를 제시하는 하기 상세한 설명, 및 첨부된 도면을 참조하여 얻어질 것이다:
도 1a는 미토콘드리아에서, 구체적으로 내부 미토콘드리아 막에서의 크리스테의 팁(203)에서 전자 수송 사슬(205)의 복합체를 조직화하는 데 있어서 특수화된 미토콘드리아 지질 카르디올리핀(201)의 정상 작용을 도시한다.
도 1b는 카르디올리핀이 과산화된 경우에 발생하는 전자 수송 사슬의 복합체의 파괴를 보여주며, 이는 미토콘드리아 기능장애: ATP 생산 감소, 슈퍼옥시드 및 반응성 산소 종의 생산 증가, 칼슘 조절이상 등을 유발한다.
도 1c는 본원에 기재된 바와 같이, 과산화된 카르디올리핀에 결합하여 그의 기능을 회복시키는 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드(209)의 사용에 의한 카르디올리핀 기능의 회복 후, 미토콘드리아에서 전자 수송 사슬의 복합체의 재근접 및 미토콘드리아 기능장애의 역전(211)을 보여준다.
도 2a는 건성 AMD의 APOE4 + 고지방 식이 (HFD) 마우스 모델을 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 한 예 (엘라미프레티드)를 사용하여 고용량 (3 mg/kg) 피하 처리한 치료의 예상치 못한 비자명한 효과로, 눈의 RPE하 및 외부 망막 영역의 전자 현미경검사에 의해 나타난 바와 같은 RPE하 침착물의 퇴행 및 정상 외부 망막 및 RPE 형태의 회복을 도시한다.
도 2b는 건성 AMD의 APOE4 + 고지방 식이 (HFD) 마우스 모델을 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 한 예 (엘라미프레티드)를 사용하여 고용량 (3 mg/kg) 피하 처리한 치료의 예상치 못한 비자명한 효과로, 마우스에서의 엘라미프레티드 처리 후 ERG 시험에서의 증가된 B파 진폭에 의해 나타난 바와 같은 시각 기능장애의 역전 및 개선된 시력을 정량화한 그래프이다.
도 3은 건성 AMD의 환자의 2개의 코호트: 1) 비중심 지도형 위축 (GA) 및 2) 고위험 드루센에서의 전신 투여된 (매일 40 mg 피하) 엘라미프레티드의 1/2상 임상 시험인 ReCLAIM 연구의 요약 결과를 도시한다. 시각 기능의 다중 측정 기준, 특히 저휘도 시각 기능에서의 개선에 대한 일반적 평균 경향이 있었지만, 환자가 건성 AMD의 APOE4 + 고지방 식이 (HFD) 마우스 모델에서 투여된 투여량의 거의 1/10인 40 mg 1일 1회 (0.4-0.9 mg/kg)의 최대 허용 용량을 제공받는 세팅에서, 환자의 단지 50%만이 요법에 대한 반응을 입증하였으며, 여기서 시각 기능 및 질환 형태에 대한 강한 긍정적 효과가 관찰되었다.
도 4a는 본원에 기재된 바와 같은 카르복실산 모이어티에 대한 공유 결합에 의해 전구약물로서 형성될 수 있는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드, H-d-Arg-DMT-Lys-Phe ("EY005")의 한 예의 구조를 보여준다.
도 4b는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드에 대한 전구약물의 화학식 (도 4a에 나타낸 EY005를 기초로 함)의 한 예를 도시하고, 여기서 "R"은 본원에 기재된 바와 같은 접합 모이어티이다.
도 5는 본원에 기재된 바와 같은 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT), 또는 MTT의 전구약물의 효과를 검정하기 위해 망막 색소 상피 (RPE) 세포를 사용하는 세포 배양 프로토콜의 한 예를 보여주며, 여기서 미토콘드리아 기능장애는 제-3일 및 제0일에 비치사 용량의 히드로퀴논 (HQ)에 대한 2회 노출에 의해 유도된다. 이어서 세포를 약물 (또는 대조군 포스페이트-완충 염수 (PBS) 용액)로 처리하고, 미토콘드리아 기능장애 및 다른 세포 변화에 대한 효과에 대해 검정하였다.
도 6은 건성 AMD의 HQ 세포 배양 모델에 대한 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (EY005)의 한 예의 효과로, 배양된 RPE 세포에서의 유도된 미토콘드리아 기능장애의 역전을 도시하고, 이는 전자 수송 사슬 복합체 II 기능장애의 마커인 플라보단백질 자가형광의 감소에 의해 나타낸다.
도 7은 고용량 (≥ 5 μM) 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (EY005)를 사용한 처리의 예상치 못한 비자명한 효과로, 감소된 비멘틴 발현에 의해 반영된 배양된 RPE 세포에서의 조절이상 세포외 매트릭스의 역전, 및 팔로이딘 염색에 의해 반영된 액틴 세포골격 해체의 역전을 도시한다.
도 8a-8b는 미토콘드리아 표적화된 펩티드로의 처리 후의 플라보단백질 자가형광의 감소에 의해 반영된 미토콘드리아 기능장애의 역전을 나타내는 그래프이고, EY005 (도 8b)는 엘라미프레티드 (도 8a)와 비교하여 동등한 효능 및 효력을 입증한다.
도 9a-9b는 배양된 RPE 세포에서 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드에 의한 조절이상 세포외 매트릭스 (비멘틴)의 역전을 보여주는 그래프이고, 용량-반응 연구는 엘라미프레티드 (도 9a)와 비교하여 EY005 (도 9b)가 동등한 효능 및 효력을 갖는다는 것을 입증한다.
도 10a-10b는 배양된 RPE 세포에서 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드에 의한 액틴 세포골격 해체의 역전을 보여주는 그래프이고, 용량-반응 연구는 엘라미프레티드 (도 10a)와 비교하여 EY005 (도 10b)가 동등한 효능 및 효력을 갖는다는 것을 입증한다.
도 11a-11b는 마우스 망막 조직의 현미경검사에 의해 평가된 미토콘드리아 기능장애의 2종의 마커인 플라보단백질 자가형광 (FP-AF) (도 11a) 및 슈퍼옥시드 (도 11b)를 보여준다. 대조군, 비처리 마우스는 검출불가능한 FP-AF 및 슈퍼옥시드를 보여준다. 실험적 망막 정맥 폐쇄 (RVO) 후, FP-AF 및 슈퍼옥시드가 크게 증가된다. EY005 (3 mg/kg, BID)를 피하 투여한 전신 처리는 RVO 후 미토콘드리아 기능장애의 마커 둘 다를 유의하게 약화시킨다.
도 11c는 마우스 망막 조직의 내부 및 외부 총상층 둘 다에서 현미경검사에 의해 평가된 시냅스 완전성의 2종의 마커인 시냅스 소포 단백질 2 (SV2) 및 시냅토태그민 (ZNP-1)을 보여준다. 대조군, 비처리 마우스는 정상 시냅스 마커를 보여준다. 실험적 망막 정맥 폐쇄 (RVO) 후, 시냅스 마커는 내부 및 외부 총상층 둘 다에서 크게 감소된다. EY005 (3 mg/kg, BID)를 피하 투여한 전신 처리는 RVO 후에 시냅스 마커의 손실을 유의하게 방지하고 (전처리), 역전시킨다 (후처리).
도 11d-11g는 적어도 5회의 독립적 실험으로부터의 도 11c로부터의 데이터를 정량화하고, 내부 및 외부 총상층에서의 시냅스 마커의 정량화를 그래프 형태로 나타낸다.
도 11h-11i는 대조군, RVO, 및 RVO와 함께 EY005 전처리 또는 EY005 후처리로 처리한 마우스에서 망막전위도 (ERG)에 의해 정량화한 시각 기능을 보여준다. 대표적인 ERG를 도 11h에 나타낸다. 각각의 조건에 대해 적어도 5개의 안구로부터 B파 진폭을 정량화하였다. RVO는 B파의 거의 완전한 손실을 초래하였다. 그러나, 전처리 및 후처리 둘 다는 각각 B파 진폭의 손실을 유의하게 방지하거나 역전시켰다 (도 11i).
도 12는 관련 동물 모델, 구체적으로 본원에 기재된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 특징화하는 데 사용된 토끼-기반 프로토콜의 한 예를 도시한다. 이 모델에서, 제0일 및 제1일에 토끼 눈의 유리체강에 HQ (0.05 mL, 250 mM HQ)를 주사하고, 제2일에 토끼 눈의 동일한 유리체강에 관심 약물 (미토콘드리아 표적화된 펩티드 또는 그의 전구약물) 또는 대조군 (PBS) 용액을 주사하였다. 제4일에, 토끼를 안락사시키고, 미토콘드리아 기능장애의 대용물로서의 세포 산화 (DCFDA)를 비롯한 다양한 측정법 뿐만 아니라 다른 세포 마커에 대한 망막 및 RPE 플랫마운트의 조직학적 분석을 위해 눈을 회수하였다.
도 13은 도 12에 상세화된 토끼 모델에서 처리 36시간 이내에 토끼 눈의 RPE 세포에서 산화제 종의 감소와 함께 유도된 미토콘드리아 기능장애에 대한 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (EY005, 15 μM)의 회복 효과의 한 예를 보여준다.
도 14는 도 12에 상세히 설명된 토끼 모델에서 고용량 유리체내 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 EY005 (15 μM)를 사용한 처리의 예상치 못한 비자명한 효과로, 감소된 비멘틴 발현에 의해 반영된 RPE 세포에서의 조절이상 세포외 매트릭스의 역전, 및 팔로이딘 염색에 의해 반영된 RPE 세포 액틴 세포골격 해체의 역전을 도시한다.
도 15a-15d는 전신 투여된 EY005 (1일 1회 0.9 mg/kg 피하 (SQ), 인간 임상 시험에서 사용된 용량 후에 모델링된 투여량)에 비해 유리체내 투여된 EY005 (15 μM)의 우수한 효능을 입증하는 대표적인 조직학 시편을 보여준다. 건성 AMD의 토끼 히드로퀴논 (HQ) 모델 (도 12)을 유도하고, 망막 색소 상피 (RPE)의 플랫마운트를 단리하였다. 대조군 RPE (도 15a)와 비교하여, HQ-노출된 토끼는 피질 액틴 세포골격의 심각한 해체 뿐만 아니라 반점 액틴 세포내 침착물을 나타내었다 (도 15b). 유리체내 EY005 (15 μM)를 사용한 처리는 RPE 세포골격 이형성의 거의 완전한 역전을 일으켰다 (도 15c). 대조적으로, EY005 (0.9 mg/kg, 1일 1회)의 피하 투여는 RPE 세포골격 이형성의 단지 부분적인 역전을 일으켰다 (도 15d).
도 15e는 도 15a-15d에서와 같이 처리된 토끼로부터의 RPE 이형성 중증도 점수를 도시하는 그래프를 보여준다. 조건은 조건당 적어도 3개의 눈으로부터 적어도 100개의 RPE 세포에서 차폐된 전문가 등급에 의해 점수를 결정하였다.
도 16a는 에스테르 결합에 의해 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드에 연결된 스테아릴 알콜 또는 옥타데실 모이어티를 포함하는 EY005 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물의 예이다.
도 16b는 EY005에 에스테르 결합을 통해 연결된 펩티드 모티프 (예를 들어, 음이온성 tri-Glu 펩티드) 및 링커 모이어티를 포함하는 EY005 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물의 예이다.
도 16c는 EY005에 에스테르 결합을 통해 연결된 펩티드 모티프 (예를 들어, 양이온성 tri-Arg 펩티드) 및 링커 모이어티를 포함하는 EY005 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물의 예이다.
도 16d는 EY005에 에스테르 결합에 의해 연결된 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)을 포함하는 EY005 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물의 예이다.
도 17a-17c는 카르복시에스테라제 및 자발적 가수분해에 의한 에스테르 기반 EY005-스테아릴 전구약물의 절단을 입증한다. 도 17a는 EY005-스테아릴 전구약물 (상부 자취) 및 EY005 MTT (하부 자취)의 기준선 HPLC 분석을 보여준다. EY005-스테아릴을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)와 함께 37℃에서 시험관내 인큐베이션하여, 안구 생리학적 환경 및 유리체 내에 용이하게 풍부한 에스테라제의 유형을 시뮬레이션하였다. EY005-스테아릴과 카르복시에스테라제의 인큐베이션은 고성능 액체 크로마토그래피 상의 EY005-스테아릴 전구약물 피크의 소멸 및 EY005 피크의 출현에 의해 명백한 바와 같이, 전구약물 에스테르 결합의 신속한 절단을 일으켜 EY005를 방출하였다 (도 17b). 에스테라제 없이 37℃에서 EY005-스테아릴 전구약물을 포스페이트-완충 염수 용액에 첨가하면, EY005-스테아릴 전구약물의 에스테르 결합은 가수분해에 의해 보다 천천히 절단된다 (도 17c). 6시간 후, EY005-스테아릴 전구약물의 EY005 MTT로의 부분적인 절단이 확인된다.
도 18은 에스테라제에 대한 노출시에 2개의 상이한 EY005 전구약물의 신속한 에스테르 절단을 보여주는 시험관내 에스테라제 검정으로부터의 이론적 데이터를 도시한다.
도 19a는 내인성 에스테라제를 보유하는 RPE 세포를 히드로퀴논 (HQ)에 노출시켜 미토콘드리아 기능장애를 유도한 건성 AMD의 시험관내 배양 모델을 보여준다. 미토콘드리아 기능장애는 증가된 플라보단백질 자가형광 (상부 패널) 및 액틴 세포골격의 이형성 (하부 패널)으로서 나타난다. EY005-스테아릴 (5 μM)은 RPE 세포에서 HQ-유도 미토콘드리아 기능장애를 효과적으로 역전시켰고 (감소된 세포성 플라보단백질-자가형광 및 정상화된 액틴 세포골격 기능장애에 의해 도시된 바와 같음), 효능은 EY005 천연 펩티드 (5 μM)를 사용한 처리와 동등하였다. EY005-스테아릴을 또한 별개의 배지 내에서 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)와 함께 사전인큐베이션하였다. 절단된 EY005 (5 μM)를 함유하는 회수된 배지를 미토콘드리아 기능장애의 상기 RPE 세포 모델에 첨가하였고, 이것은 RPE 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대해 EY005 천연 펩티드와 유사하게 효과적이고 동등효력을 나타내었다.
도 19b는 도 19a에 제시된 각각의 조건의 적어도 3회 반복으로부터의 플라보단백질 자가형광 (FP-AF)의 정량화를 나타낸다. EY005-스테아릴 및 에스테라제-절단된 EY005-스테아릴은 모두 천연 EY005 펩티드와 동등한 효력을 나타낸다.
도 19c는 도 19a에 제시된 각각의 조건의 적어도 3회 반복으로부터의 액틴 세포골격 이형태의 정량화를 보여준다. EY005-스테아릴 및 에스테라제-절단된 EY005-스테아릴은 모두 천연 EY005 펩티드와 동등한 효력을 보여준다.
도 20a-20d는 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물과의 복합체화를 평가하기 위해 다양한 조건 하에 영상화된 스테아르산마그네슘을 보여준다. 도 20a는 스테아르산마그네슘 단독이 낮은 고유 형광을 나타낸다는 것을 보여준다. 도 20b는 FITC-표지된 EY005 천연 펩티드와 함께 인큐베이션된 스테아르산마그네슘을 보여준다. FITC-표지된 EY005 천연 펩티드 단독은 미립자의 최소 형광 표지화에 의해 반영된 바와 같이 스테아르산마그네슘과의 최소 복합체화를 보여주었다. 도 20c는 FITC-표지된 EY005 전구약물과 함께 인큐베이션된 스테아르산마그네슘을 보여준다. 전구약물과 스테아르산마그네슘의 복합체화는 영상화된 스테아르산마그네슘 미립자의 중간 형광으로서 확인되었다. 도 20d는 샘플 C로부터의 마그네슘과 복합체화된 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)로 처리하는 것이 형광 수준을 감소시켰음을 보여주고, 이것은 표지된 EY005 펩티드의 방출로 EY005-스테아릴 전구약물의 절단을 입증한다.
도 21a-21d는 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물과의 복합체화를 평가하기 위해 다양한 조건 하에 영상화된 알부민을 보여준다. 도 21a는 알부민 단독이 낮은 고유 형광을 나타낸다는 것을 보여준다. 도 21b는 FITC-표지된 EY005 천연 펩티드와 함께 인큐베이션된 알부민을 나타낸다. FITC-표지된 EY005 천연 펩티드 단독은 용해된 FITC-표지된 EY005 천연 펩티드로부터의 일반화된 형광에 의해 둘러싸인 알부민 결정의 음성 염색에 의해 반영된 바와 같이 알부민과의 최소 복합체화를 보여주었다. 도 21c는 FITC-표지된 EY005 전구약물과 함께 인큐베이션된 알부민을 보여준다. EY005-스테아릴 전구약물과 알부민의 복합체화는 영상화된 알부민 결정의 밝은 형광으로서 확인되었다. 도 21d는 샘플 C로부터의 알부민과 복합체화된 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)로 처리하는 것이 형광 수준을 감소시켰음을 보여주고, 이것은 표지된 EY005 펩티드의 방출로 EY005-스테아릴 전구약물의 절단을 입증한다.
도 22a-22d는 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물과의 복합체화를 평가하기 위해 다양한 조건 하에 영상화된 시클로덱스트린 감마를 보여준다. 도 22a는 시클로덱스트린 단독이 낮은 고유 형광을 나타낸다는 것을 보여준다. 도 22b는 FITC-표지된 EY005 천연 펩티드와 함께 인큐베이션된 시클로덱스트린을 보여준다. FITC-표지된 EY005 천연 펩티드 단독은 시클로덱스트린 단독보다 더 큰 형광의 최소 증가에 의해 반영된 바와 같이 시클로덱스트린과의 최소의 복합체화를 보여주었다. 도 22c는 FITC-표지된 EY005 전구약물과 함께 인큐베이션된 시클로덱스트린을 보여준다. EY005-스테아릴 전구약물과 시클로덱스트린의 복합체화는 영상화된 시클로덱스트린 미립자의 중간 형광으로서 확인되었다. 도 22d는 샘플 C로부터의 시클로덱스트린과 복합체화된 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)로 처리하는 것이 형광 수준을 감소시켰음을 보여주고, 이것은 표지된 EY005 펩티드의 방출로 EY005-스테아릴 전구약물의 절단을 입증한다.
도 23a-23d는 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물과의 복합체화를 평가하기 위해 다양한 조건 하에 영상화된 레시틴을 보여준다. 도 23a는 레시틴 단독이 낮은 고유 형광을 나타낸다는 것을 보여준다. 도 23b는 FITC-표지된 EY005 천연 펩티드와 함께 인큐베이션된 레시틴을 보여준다. FITC-표지된 EY005 천연 펩티드는 레시틴 단독보다 더 큰 형광의 최소 증가에 의해 반영된 바와 같이 레시틴과의 최소의 복합체화를 보여주었다. 도 23c는 FITC-표지된 EY005 전구약물과 함께 인큐베이션된 레시틴을 보여준다. EY005-스테아릴 전구약물과 레시틴의 복합체화는 모든 레시틴 샘플의 밝은 형광으로서 확인되었다. 도 23d는 샘플 C로부터의 레시틴과 복합체화된 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)로 처리하는 것이 형광 수준을 감소시켰음을 보여주고, 이것은 표지된 EY005 펩티드의 방출로 EY005-스테아릴 전구약물의 절단을 입증한다.
도 24a-24d는 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물과의 복합체화를 평가하기 위해 다양한 조건 하에 영상화된 실리카 마이크로비드를 보여준다. 도 24a는 실리카 마이크로비드 단독이 최소 고유 형광을 나타낸다는 것을 보여준다. 도 24b는 FITC-표지된 EY005 천연 펩티드와 함께 인큐베이션된 실리카 마이크로비드를 나보여준다. FITC-표지된 EY005 천연 펩티드 단독은 실리카 마이크로비드와 상호작용하여 형광 원형 형태를 생성하였다. 도 24c는 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물과 함께 인큐베이션된 실리카 마이크로비드를 보여준다. 전구약물과 실리카 마이크로비드의 복합체화의 증거는 없었다. 도 24d는 샘플 C로부터의 실리카 마이크로비드와 복합체화된 FITC-표지된 EY005-스테아릴 전구약물을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)로 처리하는 것이 형광 수준을 극도로 낮은 수준으로 변경시키지 않았음을 보여준다.
도 25a는 EY005 MTT를 분산 매질로서 메틸 라우레이트를 사용하여 다양한 복합체화 작용제와 함께 제제화한 가속 시험관내 방출 검정으로부터의 데이터를 나타낸다. 모든 경우에, 모든 EY005가 신속하게 방출되었고, 일부 경우에는 수시간 이내에 방출되었고, 모든 경우에 제3일까지 방출되었다.
도 25b는 EY005-스테아릴 전구약물을 분산 매질로서 메틸 라우레이트를 사용하여 다양한 복합체화 작용제와 함께 제제화한 가속 시험관내 방출 검정으로부터의 데이터를 보여준다. 복합체화 작용제가 없는 제제는 배지 내로 EY005의 신속한 방출을 보여준다. EY005-스테아릴 전구약물과 복합체를 형성하지 않는 실리카 마이크로비드를 갖는 제제가 또한 배지 내로 EY005의 신속한 방출을 보여준다. 대조적으로, 다른 복합체화 작용제를 갖는 제제는 다양한 속도로 EY005의 지속 방출을 입증한다. 특히, 스테아르산마그네슘 및 알부민 둘 다를 동일한 제제 내에서 복합체화 작용제로서 사용할 때, EY005는 복합체화 작용제를 단독으로 사용하는 제제들의 속도 사이의 중간 속도로 방출된다.
도 26은 여러 부류의 접합 모이어티 (105) 중 하나에 연결될 때 미토콘드리아-표적화된 펩티드 전구약물 (101)을 포함하는 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 EY005 (103)의 한 예를 개략적으로 도시한다. 이러한 미토콘드리아-표적화된 펩티드 전구약물은 본원에 기재된 바와 같이 유리체내 (IVT) 연장 방출 약물 전달 시스템 (107)의 일부로서 눈의 유리체 (109)에 주사될 수 있다.
도 27은 미토 XR 파일럿 제제의 시험관내 약동학을 보여준다 (삼각형). 미토 XR은 EY005 생물활성 테트라펩티드 방출의 0차 (즉, 선형) 동역학을 달성하며, 3개월의 약물 방출의 원하는 지속성을 달성하였고, 이때 분산 매질 내의 유리 생물활성 MTT가 이식물로부터 안구 생리학적 환경 내로 방출되었다. 대조적으로, 동일하게 제제화된 EY005 천연 펩티드 (원형)는 극도로 신속한 방출을 나타내었고, 약물 방출의 목적하는 지속성을 제공하지 않았다.
도 28a-28c는 내인성 에스테라제를 보유하는 RPE 세포를 히드로퀴논 (HQ)에 노출시켜 미토콘드리아 기능장애를 유도한 건성 AMD의 시험관내 배양 모델을 도시한다. 미토콘드리아 기능장애는 액틴 세포골격의 이형성으로서 나타난다. 이들 효능 연구에서, 미토 XR의 볼루스 이식물 (다상 콜로이드성 현탁액으로 제제화된 EY005-스테아릴)을 내인성 에스테라제가 존재하는 건성 AMD의 RPE 세포 배양 모델에 첨가하였다. 미토 XR 이식물로의 처리는 미토콘드리아 기능장애의 역전 및 액틴 세포골격 형태의 동시 회복을 유발하였다.
도 28d는 도 28a 내지 28c로부터의 데이터의 그래프 표현을 보여준다. 배양된 RPE 세포를 대조군, HQ-노출된 세포 및 미토 XR로 처리된 HQ-노출된 세포에서 액틴 세포골격 이형성의 중증도에 대해 등급화하였다. 적어도 3회 반복으로부터의 결과를 정량화하였다. 미토 XR로 처리된 배양물은 대조군, HQ-노출 세포와 비교하여 RPE 세포 액틴 세포골격 이형성의 중증도에 있어서 80% 감소를 입증하였다.
도 29는 미토 XR로서 제제화된 EY005-스테아릴 전구약물의 우수한 생체내 약동학을 보여준다. 토끼에게 제제화된 EY005-스테아릴 전구약물을 함유하는 유리체내 미토 XR 이식물 (IVT 미토XR로부터의 EY005-스테아릴 방출) 또는 EY005 천연 펩티드를 함유하는 동일한 볼루스 제제 (제제화된 볼루스로부터의 EY005 펩티드 방출)를 주사하였다. 미토 XR로서 제제화된 EY005-스테아릴 전구약물은 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대해 EC50을 초과하는 망막 조직 농도를 보여주었다. 이들 치료 약물 수준은 회수된 미토 XR 이식물이 여전히 50% 페이로드를 함유하는 7-주 시점까지 지속되었으며, 이는 이 제제가 목적하는 90-일 내구성을 달성할 것임을 나타낸다. 대조적으로, 천연 EY005 펩티드는 3.5주까지 조직 농도가 거의 검출불가능한 정도로 신속하게 방출되었다. 회수된 이식물은 EY005 천연 펩티드를 함유하지 않았고, 이것은 생체내에서의 약물의 신속한 방출을 시사한다.
도 30a-30b는 미토 XR 주사 후의 토끼 눈에서의 예비 임상 내약성 및 망막 조직학을 보여준다. 미토 XR 이식물 (화살표, 도 30a)로 처리된 토끼는 임상 검사에서 염증 또는 다른 독성 징후의 증거를 보이지 않았다. 사후 조직학적 평가 (도 30b)는 염증 또는 변성의 증거 없이 보존된 정상 망막 형태를 보여주었다.
도 31은 신규한 연장 방출 약물 전달 시스템으로부터의 비변형된 EY005의 방출 동역학을, 각각 또한 신규한 연장 방출 약물 전달 시스템 내에 제제화되고 토끼 눈의 유리체강 내로 주사된 2개의 EY005 전구약물의 방출 동역학과 비교하는 이론적 생체내 방출 약동학적 데이터를 도시한다. 비변형 EY005는 약 30일까지 거의 완전히 방출되는 반면, 복합체화 작용제가 혼입된 EY005 전구약물은 생체내에서 100일까지 약 40-50% 방출로 느린 방출을 보여준다.
도 32는 신규한 연장 방출 약물 전달 시스템으로부터의 비변형 EY005의 방출 동역학을, 각각 또한 신규한 연장 방출 약물 전달 시스템 내에 제제화되고 토끼 눈의 유리체강 내로 주사된 2개의 EY005 전구약물의 방출 동역학과 비교하는 이론적 생체내 방출 약동학적 데이터를 도시한다. 비변형된 EY005는 약 30일까지 거의 완전히 방출되는 반면, 복합체화 작용제가 혼입된 EY005 전구약물은 생체내에서 약 190-200일까지 100% 완전 방출이 일어나는 느린 방출을 입증한다.
도 33a-33c는 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드의 전구약물과 비공유적으로 복합체화되는 1종 이상의 복합체화 작용제를 포함할 수 있는 임의의 다상 콜로이드성 현탁액 연장 방출 약물 전달 시스템의 이식물을 전달하기 위한 전달 형태 또는 양식의 예를 도시한다. 도 33a는 연장 방출 약물 전달 시스템 물질이 주사가능한 액체 볼루스로서 제제화된 볼루스 주사의 예를 보여준다. 도 33b는 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액이 전구약물 및 복합체화 작용제를 함유하는 다상 콜로이드성 현탁액으로 충전된 생분해성 외부 슬리브/튜빙을 갖는 튜브 이식물로서 제제화된 예이다. 도 33c는 연장 방출 약물 전달 시스템 물질이 이식을 위해 고체 상태를 갖는 특정한 형상으로 성형된 예이다.
도 34는 볼루스 주사 또는 튜브 이식물로서, 다상 콜로이드성 현탁액의 제제를 눈에 주사하는 2가지 방법을 도시한다.
도 35a-35e는 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템을 사용한 수학식에 의한 특정 약동학 방출 프로파일에 대한 제제의 맞춤형 설계를 위한 한 접근법을 도시하며, 이러한 특정 예에서 본원에 기재된 바와 같은 전구약물 형태로부터의 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 방출을 위한 연장 방출 약물 전달 시스템의 2-단계 방출 프로파일 (도 35a)을 구성하는 한 방법이 포함된다.
도 36은 연장 방출 약물 전달 시스템 내의 EY005 전구약물의 2종의 대표적인 제제의 방출 검정으로부터의 데이터를 도시하고, 여기서 방출 지속 기간은 상이하다. 한 예 (제제 2)에서 제1 초기 버스트 단계 및 제2 후기 정상 상태 단계를 나타내는 2-단계 방출 동역학이 확인된다.
소수성 분산 매질 내에 혼합된, 1종 이상의 복합체화 작용제 미립자와 비공유적으로 상호작용하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물을 포함하며, 이는 집합적으로 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 것인, 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)을 위한 물질의 조성물, 제제, 제조 방법 및 사용 방법이 본원에 기재된다.
이전에 기재되지 않은 MTT 부류의 구성원은 본원에서 EY005로 명명되는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (도 4a)이고, 이는 제4 위치 (즉, C-말단)의 아미노산이 페닐알라닌 아미드보다는 페닐알라닌이라는 점에서 엘라미프레티드와 상이하다. EY005는 이전에 평가되지 않았다. 본원에 기재된 바와 같이, EY005는 AMD의 세포 배양 시스템에서 엘라미프레티드와 동등효력을 나타내고 (도 5-10), 인간에서의 최대 허용 용량보다 더 큰 용량 (상대측정 규모)으로 전신으로 제공될 때 RVO의 마우스 모델의 치료에서 부분적으로 효과적이다 (도 11). 그러나, 최대 인간 SQ 용량 (상대측정 규모)으로 제공될 때, EY005는 주요 병리상태를 역전시키는 측면에서 건성 AMD의 토끼 모델 (도 12)을 치료하는 데 단지 부분적으로 효과적이었다 (도 15d). 대조적으로, EY005의 유리체내 주사는 병리상태를 역전시키는 데 유의하게 더 효과적이다 (도 15c). 치료 반응은 유리체내 (IVT) 투여가, 단지 4시간의 지속 조직 노출 동안 치료 수준을 달성하는 전신 투여와 대조적으로, 4일 동안 검출가능한 MTT의 치료 수준을 달성한다는 것을 입증하는 약동학적 데이터와 일치한다. MTT는 효과적이기 위해 그의 표적에 대한 일정하고 지속적인 노출을 필요로 할 수 있으며, 이는 1일 1회 전신 투여로 발생하는 MTT에 대한 일시적, 간헐적 노출에 의해서는 달성되지 않는다.
MTT를 위한, IVT 및 다른 안구 투여 경로를 위한 연장 방출 약물 전달 시스템 ("XRDDS")이 본원에 기재된다. 불행하게도, 테트라펩티드로서, EY005, 엘라미프레티드 및 MTT 부류의 다른 구성원은 그의 작은 크기 및 높은 수용해도로 인해 그의 천연 형태의 IVT 또는 안구주위 (즉, 결막하 또는 테논낭하) 투여 경로에 적합하지 않다. 또한, 그의 물리화학적 특성으로 인해, MTT는 현재 이용가능한 안구 약물 전달 기술과 불량하게 상용성이고, 본 발명 이전에 확립된 약물 전달 시스템에서 성공적으로 제제화되지 않았다.
따라서, 눈에서 지속 방출을 달성하고 목적하는 치료 지속기간 동안 안구 조직에서 예측가능한 치료 수준으로 지속적인 노출을 제공하는 방식으로 제제화된 본원에 기재된 EY005 또는 다른 MTT의 XRDDS 제제는 특히 눈에서 미토콘드리아 기능장애에 대한 조성물 및 치료에서 유의한 개선을 나타낸다.
본원에서는 안구 사용을 위해 EY005 또는 다른 MTT를 복합체화-기반 XRDDS와 상용성으로 만들기 위해 전구약물로서 제조된 EY005 또는 다른 MTT의 조성물을 설명한다.
본원에 사용된 "다상"은 약물 물질이 유리 약물, 약물-약물 응집체, 및 가장 중요하게는 복합체화 작용제 미립자에 비공유 결합된 약물을 포함한 1종 초과의 상으로 존재하는 현탁액을 지칭한다.
연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)은 특정 투여 경로를 위한 특정 치료 목적에 최적화된 약물 방출 동역학을 조절하는 방식으로 특정 약물 물질의 설계, 제조 및 투여에 사용되는 장치, 제제 또는 다른 시스템이다.
MTT는 양이온성 아미노산과 교호하는 방향족을 포함하는 4개의 아미노산 펩티드이다. MTT의 전형적인 예는 하기 표 1에 열거되어 있다 (서열식별번호: 1-635). 또한 XRDDS에서 제제화를 위한 MTT-전구약물을 형성하는 작용을 할 수 있는 안구 질환의 치료에 유용한 MTT는 EY005, H-d-Arg-DMT-Lys-Phe이며, 이는 이것이 제4 아미노산 기에 카르복실산을 가져 접합 모이어티에 대한 공유 연결을 용이하게 하기 때문이다 (도 4b).
본원에서, 본 발명자들은 눈 안 및 주변에서 MTT-전구약물에 대해 최적화된 XRDDS를 개시한다.
본원에 기재된 바와 같이, 다상 콜로이드성 현탁액은 약물 물질로서 MTT-전구약물을 혼입시킨다. MTT-전구약물의 다상 콜로이드성 현탁액으로의 제제화는 본원에서 미토 XR 또는 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액으로 지칭되는 (및/또는 이식물 또는 이식물의 일부일 수 있는) 복합체화-기반 XRDDS를 형성한다. 미토 XR은 눈의 후천성 및 유전성 미토콘드리아 질환의 치료를 위해, 목적하는 기간 (1 내지 12개월) 동안 안구 조직 내에서 활성 MTT 약물의 치료 수준의 지속 방출을 생성하기 위해 유리체내 (IVT) 또는 안구주위 경로에 의해 투여될 수 있는 유동성 점성 액체이다.
보다 구체적으로, 본원에 기재된 조성물 및 방법은, 특히 불규칙 형상의 미립자로서 제제화되는 경우에, MTT-전구약물에 대한 복합체화 작용제로서 작용하는 것으로 이전에 공지되지 않은 6종의 화학 물질 중 1종과 비공유 복합체를 형성하는 그의 능력에 대해 구체적으로 선택된 5종의 부류의 화학 물질 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티에 대한 절단가능한 공유 연결에 의해 형성된 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물을 포함한다. MTT-전구약물과 복합체화 작용제 사이의 비공유 상호작용은 MTT-전구약물-복합체 미립자의 형성을 유발한다.
본 발명의 복합체화-기반 XRDDS는, MTT-전구약물-복합체 미립자와 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 것으로 이전에 공지되지 않은 4종의 소수성 오일 중 1종으로부터 선택된 분산 매질과 혼합된, 1종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자를 포함하는 다상 콜로이드성 현탁액이다.
또한 본원에 개시된, 이러한 복합체화-기반 XRDDS의 방출 동역학은 특정 분산 매질 내의 각각의 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 MTT-전구약물의 미결합 분획 (Kd)의 지식에 기초하여 설계되고 제조될 수 있다. 각각 상이한 Kd를 갖는 다수의 상이한 MTT-전구약물-복합체 미립자 쌍은 특정한 비 및 농도로 조합되어 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질 내의 MTT-전구약물의 특정한 미결합 또는 유리 농도를 달성할 수 있으며, 이는 다시 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로의 MTT-전구약물의 방출 동역학을 결정할 것이다 (도 35a-35e).
미토콘드리아 기능장애는 세포 생물에너지 감소 (즉, 아데노신 트리포스페이트 (ATP) 생산 감소), 슈퍼옥시드 증가, 칼슘 조절의 상실 및 다른 변경을 특징으로 한다. 촉발 인자 (유전학, 연령, 환경)와 무관하게, 미토콘드리아 기능장애에 대한 최종 공통 경로는 미토콘드리아 크리스테에서의 독특한 이량체 인지질인 카르디올리핀의 과산화이다 (도 1a-1b). 카르디올리핀의 물리화학적 특성 (피라미드형 형상, 강성)은 크리스테 팁 영역의 독특한 "헤어핀 회전"을 유지하는 작용을 하며, 이는 다시 ATP 생성 및 슈퍼옥시드 누출의 방지에 필요한 전자 수송 사슬 복합체의 근접성을 유지한다 (도 1a). 카르디올리핀의 과산화 시, 크리스테 팁이 편평해지고, 전자 수송 사슬 복합체가 분리되어, ATP 생성의 손실 및 과량의 슈퍼옥시드 형성을 유발한다 (도 1b). 다양한 카르디올리핀 복구 과정이 존재하지만, 이들은 심각한 기능장애성 미토콘드리아에서 불량하게 기능한다.
미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 (MTT)의 부류는 오피오이드 활성을 갖는 펩티드에 대해 스크리닝하면서 2000년에 헤이즐 스제토(Hazel Szeto)에 의해 우연히 발견되었다. 후속적으로, 미토콘드리아에 국재화된 특정 테트라펩티드가 발견되었고, 추가의 조사는 이 부류의 기능적 테트라펩티드가 2개의 방향족 아미노산과 교호하는 2개의 양이온성 아미노산 (미토콘드리아 흡수를 용이하게 함)을 필요로 하며, 이는 과산화된 카르디올리핀에 대한 결합을 용이하게 하고, 그의 정상적인 물리화학적 특성을 회복시키며 (도 1c), 이는 다시 전자 수송 사슬 복합체의 밀접한 근접을 회복시키고 미토콘드리아 기능을 개선시킨다는 것을 밝혀내었다.
예를 들어, 엘라미프레티드 (이전에 SS-31 또는 MTP-131)는 소아에서의 희귀한 유전적 미토콘드리아 장애인 바르트(Barth) 증후군, 및 원발성 미토콘드리아 근병증을 비롯한 미토콘드리아 장애에 대한 임상 시험이 연구된, 이러한 이전에 발견된 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 부류의 구성원이다. 임상 시험 및 임상 적용에서, 엘라미프레티드는 매일 피하 (SQ) 주사로서 제공되어야 한다 (도 3).
전신 투여된 엘라미프레티드는 건성 AMD의 전임상 시험관내 및 생체내 모델에서 연구되었고; 이는 RPE 세포 배양물 및 건성 AMD 병리생물학의 마우스 모델, 특히 국부 안구주위 히드로퀴논-유도된 모델 및 ApoE4 + 고지방 식이 모델에서 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대해 강력한 것으로 나타났다 (도 2a-2b).
MTT의 유리체내 전달은 지속적이고, 높고, 효과적인 유리체 및 망막 약물 수준을 달성하는 데 바람직하다. 그의 비변형된 형태에서, MTT는 대략 5-6시간의 유리체내 (IVT) 반감기를 가지며, 수일 내에 눈으로부터 클리어런스된다. 이는 최소로 매주 IVT 주사를 필요로 할 것이며, 이는 비실용적이고 안구 질환에 대한 치료 접근법으로서 적용가능하지 않다.
또한, MTT의 작은 크기 및 그의 높은 수용해도는 이들을 대부분의 상업적 약물 전달 시스템과 비상용성이 되게 한다.
본원에 기재된 신규 치료 화합물은 "미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물"로 지칭된다. MTT-전구약물은 존재하는 미토콘드리아 기능장애를 역전시키고, 추가의 미토콘드리아 기능장애를 방지하고, 절단가능한 결합 (예를 들어, 에스테르 결합)을 통해 불활성 접합 모이어티의 5종의 부류 중 1종에 공유 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 잔기를 갖는 테트라펩티드인 MTT 형태의 활성 작용제를 포함한다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은 미립자 복합체화 작용제와 비공유 가역적 상호작용을 형성하는 그의 능력에 대해 선택된 접합 모이어티에 공유 연결된 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 (MTT)를 포함할 수 있으며, 이는 다상 콜로이드성 양태로의 혼입을 위해 그의 물리화학적 특성이 최적화된다. 또한, 크기, 전하, 용해도 및 비히클과의 물리화학적 상호작용을 비롯한 MTT의 물리화학적 특성, 및 다른 종류의 안과용 약물 전달 시스템에서 MTT-전구약물의 제제화를 용이하게 할 수 있는 다른 특성을 변경시키기 위해 접합 모이어티가 선택되는 다른 실시양태가 고려된다.
본원에 기재된 MTT-전구약물의 한 부류는 복합체화 작용제의 5종의 부류 중 1종과 비공유 복합체를 형성하는 그의 능력에 대해 구체적으로 선택된 공유 연결된 접합 모이어티를 갖는 것들이다.
MTT-전구약물은 하기 화학식 (I) 또는 (II)의 축합 또는 에스테르화 반응의 생성물일 수 있는 화합물이다:
R'(-O)-R (I)
R'-R (II)
여기서 R'는 표 1 (및 서열식별번호: 1-635)에 열거된 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산을 갖는 것들 중에서 선택된 MTT이고, 여기서 제4 위치의 C-말단 아미노산은 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티, 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티 R에 공유 연결된다.
전구약물은 활성 제약 성분 (API)의 약리학상 불활성인 화학적 변형이다. 전구약물은 조직 효소에 의해 또는 가수분해에 의해 유리 API 및 불활성 접합 모이어티로 숙주 내에서 대사된다. 전구약물은 일반적으로 API의 물리화학적 특성을 변형시켜 흡수, 생체이용률 또는 약동학 (PK)을 개선시키는 데 사용된다. 그러나, 본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 전구약물 전략의 목적은 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)과의 상용성을 위해 약물의 물리화학적 특성을 최적화하는 것이다. 이는 달리 비-전구약물 형태로 달성될 수 있는 것보다 더 느린 방출 속도를 갖는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 약물을 제공한다 (도 25, 27, 및 29).
이들 전구약물은 교호하는 양이온성 및 방향족 펩티드의 테트라펩티드 모티프를 함유하고, 테트라펩티드 모티프의 제4 위치에 -OH (히드록실) 또는 -COOH (카르복실산) 기를 가져 접합 모이어티에 대한 공유 연결을 용이하게 하는 생물활성 분자 (4개 아미노산 내지 30개 아미노산의 길이 범위)를 함유한다. 하기 표 1은 전구약물로서 생산될 수 있는 잠재적 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드를 열거하는 표이다. 임의의 이들 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드는 본원에 기재된 바와 같은 전구약물 (즉, 미토콘드리아 표적화 연장 방출 화합물)의 일부로서 사용될 수 있다.
표 1:
SS-01 (Tyr-D-Arg-Phe-Lys), SS-02 (2,6, Dmt-D-Arg-Phe-Lys), SS-20 (Phe-D-Arg-Phe-Lys), 엘라미프레티드 (H-d-Arg-Dmt-Lys-Phe-NH2) 및 EY005 (H-d-Arg-Dmt-Lys-Phe(-OH))를 비롯한 공지된 생물활성 미토콘드리아 표적화 펩티드는 사량체를 포함하고 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산을 함유하는 공통 특성을 공유한다. 표 1은 이들 특성을 공유하고 미토 XR에 사용하기 위한 전구약물로서 합성될 수 있는 잠재적 펩티드 유사체를 포함한다. 특히, 공지된 활성 미토콘드리아 표적화 펩티드의 기능적 유사체는 유사한 생물물리학적 특성을 갖는 한 아미노산의 또 다른 아미노산으로의 보존적 치환에 의해 설계될 수 있다. 따라서, 표 1 (및 서열식별번호: 1-635)에서 찾을 수 있는 펩티드의 기능적 유사체는 유사한 특성을 갖는 다른 천연, 합성 또는 비천연 아미노산의 보존적 치환에 의해 (예를 들어, 방향족 아미노산의 다른 방향족 아미노산으로의 치환, 또는 양이온성 아미노산의 다른 양이온성 아미노산으로의 치환에 의해) 생성될 수 있다. 자연 발생 양이온성 아미노산은 리신, 아르기닌 및 히스티딘을 포함하고, 다른 양이온성 아미노산은 디아미노부티르산 (Dab), 디아미노프로피온산 (Dap) 및 오르니틴을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 자연 발생 방향족 아미노산은 페닐알라닌, 티로신, 트립토판, 히스티딘을 포함하고, 다른 방향족 아미노산은 Dmt = 디메틸티로신 (Dmt), 2'-메틸티로신 (Mmt), N,2',6'-트리메틸티로신 (TmT) 및 2'-히드록시, 6'-메틸티로신 (Hmt)을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 추가적으로, 및 일부 경우에 바람직하게는, D-아미노산은 L-아미노산에 대해 대체될 수 있으며, 이는 미토콘드리아 표적화 펩티드를 프로테아제 및 펩티다제 효소에 의한 분해에 대해 저항성이 되게 할 수 있다.
일반적으로, 이들 미토콘드리아 표적화된 약물은 테트라펩티드 모티프의 양전하로 인해 미토콘드리아 내로 유입된다. 모든 이들 미토콘드리아 표적화된 약물은 도 1a-1c에 기재된 바와 같이, 크리스테에서 과산화된 카르디올리핀에 방향족 잔기를 결합시켜 크리스테 형태 및 전자 수송 사슬 (ETC) 기능을 회복시킴으로써 정상 미토콘드리아 기능의 회복을 용이하게 한다. 이들 효과는 대등한 효능을 갖는 엘라미프레티드 및 EY005에서 관찰되었고, 이는 약물 둘 다가 대등한 물리화학적, 생화학적, 및 약리학적 특성을 공유하기 때문에 예상치 못한 것은 아니다.
MTT-전구약물의 공유 연결된 접합 모이어티는 불규칙 형상의 미립자로서 제제화된 6종의 상이한 부류의 물질 중 1종에 대한 비공유 결합 상호작용 (또는 결합)을 형성한다: 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 분자, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 핵산 및 폴리사카라이드. MTT-전구약물-복합체 미립자의 형성은 소수성 분산 매질 중 1종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 혼합에 의해 형성된 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)과의 상용성을 위해 약물의 물리화학적 특성을 최적화하여, 유리체내 (IVT) 또는 안구주위 투여에 대해 특이적으로 제제화된 안정한 다상 콜로이드성 현탁액으로부터의 제어 연장 방출을 가능하게 한다.
상기 언급된 바와 같이, MTT-전구약물의 한 특징은 불활성 접합 모이어티에 생물활성 MTT를 연결하는 결합이 효소적 반응, 촉매작용, 가수분해 또는 다른 화학 반응에 의해 용이하게 절단된다는 것이다 (도 17a-17c, 18). MTT-전구약물에서 이러한 결합이 절단되면, 방출된 MTT는 미토콘드리아 기능장애의 예방 또는 역전을 위한 완전한 생물활성을 유지한다 (도 19a-19c).
에스테라제, 펩티다제, 포스파타제, 옥심 히드롤라제, 케톤 리덕타제 등을 포함한 수많은 대사 효소가 안구 조직에서 검출되었다. 본원에 기재된 임의의 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드에 대한 접합 모이어티에 대한 연결은 임의의 이들 대사 효소에 의한 특이적 절단을 달성하도록 구성될 수 있다.
일부 예에서, 미토콘드리아 표적화 펩티드의 전구약물은 에스테르 결합, 히드라존/이민 결합, 디술피드 결합, 티오에스테르 결합, 티오에테르 결합, 포스포네이트 에스테르 결합, 보로네이트 에스테르 결합, 아미드 결합, 카르바메이트 에스테르 결합, 카르보네이트 에스테르 결합 또는 의약 화학의 관련 기술분야에서 실시되는 것들에 공지된 다른 것을 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 여러 유형의 동적 공유 결합을 통해 다양한 접합 모이어티를 미토콘드리아 표적화 펩티드에 연결함으로써 형성될 수 있다.
에스테르 전구약물은 특히 유리체 및 망막이 풍부한 에스테라제 활성을 함유하기 때문에 IVT 약물 제제에 바람직할 수 있다.
예를 들어, MTT의 부류 중에서, 본원에서 EY005로 지칭되는 한 특정 MTT인 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (도 4a):
EY005는 접합기 R (여기서 R은 카르복실 에스테르, 포스페이트 에스테르, 또는 카르바메이트 에스테르를 통해 연결된 특이적 접합 모이어티임)에 대한 축합 반응 또는 에스테르화에 의해 전구약물로 형성되어 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R을 형성할 수 있다 (도 4b):
EY005 및 다른 MTT의 경우에, R은 MTT의 제4 위치의 아미노산의 히드록실 기에서 에스테르 결합을 통해 공유 연결되고, 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티, 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된다. 이 구조는 또한 도 4b에 도시되어 있다. 도 16a-16d는 EY005 (H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-OH))의 전구약물의 예를 나타낸다.
일부 예에서, 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 절단 및 방출은 에스테르-기반 전구약물을 카르복시에스테라제 (또는 다른 천연 또는 합성 에스테라제), 동물로부터 회수된 단리된 유리체 (예를 들어, 돼지, 토끼 등), 또는 인간 공여자로부터 회수된 단리된 유리체를 함유하는 용액 중에서 37℃, 25℃ 또는 다른 온도에서 인큐베이션하는 시험관내 방출 검정에서 평가될 수 있다. 분석 방법 예컨대 HPLC 또는 질량 분광측정법을 사용하여 인큐베이션 시작 후 다양한 시점에서 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 및 무손상 전구약물의 양을 계산할 수 있다 (도 17a-17b, 도 18).
일부 예에서, 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 절단 및 방출은 에스테르-기반 전구약물을 37℃, 25℃ 또는 다른 온도에서 배지 중에서 인큐베이션하는 시험관내 방출 검정으로 평가될 수 있다. 분석 방법 예컨대 HPLC 또는 질량 분광측정법을 사용하여 인큐베이션 시작 후 다양한 시점에서 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 및 무손상 전구약물의 양을 계산할 수 있다 (도 17c).
일부 예에서, 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 절단 및 방출은 전임상 동물 모델 (예를 들어, 마우스, 래트, 토끼, 돼지 등)의 유리체강 또는 안구주위 조직 내로의 전구약물의 생체내 주사 후에 평가될 수 있으며 (도 29, 31, 32), 여기서 안구 조직이 회수되고, 분석 방법 예컨대 HPLC 또는 질량 분광측정법이 사용되어 생체내 주사 후 다양한 시점에서 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 및 무손상 전구약물의 양을 계산할 수 있다.
EY005-전구약물의 하나의 구체적인 예는 EY005-스테아릴 (도 16a에 도시됨)을 포함하고, 여기서 EY005는 장쇄 포화 지방 알콜의 군으로부터의 하나의 구성원인 스테아릴 알콜에 대한 에스테르 결합을 통해 연결된다. 에스테르 결합의 절단시, 전구약물 EY005-스테아릴은 EY005 MTT를 방출한다. 이를 실험적으로 입증하기 위해, EY005-스테아릴을 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)와 함께 37℃에서 시험관내에서 인큐베이션하여, 안구 생리학적 환경 및 유리체 내에서 용이하게 풍부한 에스테라제의 유형을 시뮬레이션하였다. 용액 내의 EY005 MTT 및 EY005-스테아릴 전구약물의 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC) 분석 및 정량화에 의해 명백한 바와 같이, EY005-스테아릴의 카르복시에스테라제와의 인큐베이션은 전구약물 에스테르 결합의 신속한 절단을 생성하여 EY005를 방출하였다 (도 17a-17b). 에스테라제 없이 37℃에서 EY005-스테아릴 전구약물을 포스페이트-완충 염수 용액에 첨가하면, EY005-스테아릴 전구약물의 에스테르 결합은 가수분해에 의해 보다 천천히 (~36시간) 절단된다 (도 17c). 따라서, 안구 생리학적 시스템에서, MTT를 불활성 접합에 연결하는 전구약물의 공유 결합은 효소적 절단에 의해 또는 가수분해에 의해 보다 천천히 용이하게 절단되어 활성 MTT를 방출한다. 따라서, 안구 생리학적 시스템에서, MTT를 불활성 접합에 연결하는 전구약물의 공유 결합은 효소적 절단에 의해 또는 가수분해에 의해 보다 천천히 용이하게 절단되어 활성 MTT를 방출한다.
미토콘드리아 기능장애는 망막 질환과 관련된 시험관내 세포 배양 시스템을 사용하여 모델링될 수 있다. 하나의 이러한 시스템에서, 망막 색소 상피 (RPE) 세포는 전면생장 후 배양되어 분화된 세포 단층을 확립한 다음, 미토콘드리아 기능장애 및 미토콘드리아 기능장애의 치료를 위한 약물의 효과에 대해 검정된다 (도 5). 이 모델에서, 미토콘드리아 기능장애는 제-3일 및 제0일에 비치사 용량의 히드로퀴논 (HQ)에 대한 2회 노출에 의해 유도된다. 서양의 생활방식에 편재적으로 존재하는 널리 공지된 환경 독성물질인 히드로퀴논 (HQ)은 미토콘드리아 기능장애의 생화학적 유도제이다. HQ가 완전히 분화된 RPE 세포 배양물에 첨가되는 경우, HQ는 미토콘드리아 유비퀴논과 경쟁하여, 전자 수송 사슬로부터 고-에너지 전자를 사이포닝(siphoning)한 다음, 산소를 슈퍼옥시드로 환원시켜, 카르디올리핀 과산화 및 미토콘드리아 기능장애를 유도한다. 이어서, 세포를 관심 약물 (미토콘드리아 표적화된 펩티드 약물 또는 그의 전구약물) 또는 대조군 (포스페이트-완충 염수 (PBS) 용액)으로 처리하고, 플라보단백질 자가형광의 현미경검사에 의해 측정된 바와 같은 미토콘드리아 기능장애에 대한 효과에 대해 검정하였다 (미토콘드리아 전자 수송 사슬 복합체 II 대상부전의 척도) (도 6).
미토콘드리아 기능장애의 토끼 모델은 또한 MTT 및 그로부터 유래된 전구약물의 생물활성을 검정하는 데 사용된다. 예를 들어, 도 12는 사용된 프로토콜을 나타내고; 제0일 및 제1일에, 토끼에게 IVT HQ (0.05mL, 250mM)를 제공한다. 제2일에, MTT (예를 들어, EY005, 15 μM)를 IVT 주사하였다. 제3일에, 히드록실, 퍼옥실 및 다른 반응성 산소 종 (예를 들어, DCFDA)을 측정하는 형광발생 염료를 IVT 주사하고, 12시간 후에 조직을 수집하였다. RPE 플랫마운트를 다중 판독을 위해 처리하였다: 산화 부산물 (DCFDA, 도 13) 및 RPE-연관 세포외 매트릭스의 척도 (시토졸 비멘틴 발현, 도 14), 및 RPE 세포 이형성 (즉, 액틴 세포골격 (팔로이딘), 도 14). 모두 현미경검사에 의해 분석하고 정량화하였다.
또한, 고용량 (> 5 μM) 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (예를 들어, EY005)를 사용한 처리의 예상치 못한 비자명한 효과는, 비멘틴 발현 감소에 의해 반영된 바와 같이 배양된 RPE 세포에서 또는 건성 AMD의 토끼 모델에서 조절이상 세포외 매트릭스의 역전 (도 7, 9, 14) 및 팔로이딘 염색에 의해 반영된 바와 같이 액틴 세포골격 해체의 역전 (도 7, 10, 14 참조)을 포함한다.
특정 예에서, MTT 엘라미프레티드 및 EY005 (H-d-Arg-DMT-Lys-Phe)로의 HQ-노출 RPE 세포의 처리 (도 8a-8b, 9a-9b, 및 10a-10b)는 미토콘드리아 기능장애의 거의 완전한 역전을 일으켜, 대조군 HQ-노출 세포 (도 8a-8b)에 비해 플라보단백질 자가형광을 실질적으로 감소시킨다. EY005 처리는 미토콘드리아 기능장애를 역전시키고 (도 8a), 대조군 ("없음" 또는 "약물 없음")에 비해 플라보단백질 자가형광을 실질적으로 감소시켰다. 용량-반응 효능을 평가하는 데 있어서, 동일한 검정에서 엘라미프레티드에 대등한 또는 그와 동등한 용량-반응 및 효력을 갖는 EY005는 고도로 강력하였다 (도 8b).
유사하게, EY005 (15 μM)는 또한 토끼 안구 히드로퀴논 모델에서 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대해 강력하였다 (도 13).
MTT-전구약물의 공유 결합의 절단시, 천연 MTT 펩티드는 미토콘드리아 기능장애의 치료를 위한 생물활성을 보유한다. 예를 들어, 도 19a-19c에 도시된 바와 같이, 건성 AMD의 시험관내 세포 배양 모델에서, EY005-스테아릴 (5 μM)을 히드로퀴논 (HQ)에 대한 노출에 의해 유도된 미토콘드리아 기능장애를 갖는 RPE 세포 (내인성 에스테라제를 보유함)에 첨가하였다. EY005-스테아릴은 RPE 세포에서 HQ-유도 미토콘드리아 기능장애를 효과적으로 역전시키고 (세포 플라보단백질-자가형광에 의해 도시된 바와 같음), 효능은 EY005 천연 펩티드 (5 μM)를 사용한 처리와 동등하였다. EY005-스테아릴은 또한 별개의 배지 내에서 카르복시에스테라제 (0.1 μg/mL)와 함께 사전인큐베이션하였다. 절단된 EY005 (5 μM)를 함유하는 회수된 배지를 미토콘드리아 기능장애의 이러한 RPE 세포 모델에 첨가하고, 이는 RPE 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대해 EY005 천연 펩티드에 유사하게 효과적이고 동등효력을 나타내었다. 따라서, 이들 연구는 MTT-전구약물로부터 절단된 활성 MTT가 미토콘드리아 기능장애의 치료를 위한 필수적이고 비변형된 생물활성을 보유함을 확인한다.
예로서 MTT H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-OH) ("EY005")를 비롯한 본원에 기재된 MTT의 부류 중 임의의 것인 R'는 다양한 접합 모이어티에 공유 연결될 수 있다.
일반적으로, MTT가 공유 연결되는 접합 모이어티 R은 미토콘드리아 기능장애의 예방 또는 역전에 대한 생물활성에 기초하여 선택되지 않는다.
또한, 폴리펩티드로서 직접 함께 연결되거나, 또는 절단가능한 접합 모이어티로서 기능적으로 작용할 수 있는 링커 모이어티를 제공하는 화학 물질에 간접적으로 연결된 임의의 MTT의 동종-이량체 또는 이종-이량체, 삼량체, 다량체를 포함하는 MTT-전구약물이 본원에 개시된다.
본원에 기재된 바와 같이, MTT, R'는 하기 5종의 부류의 화학 물질: C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, PEG화된 모이어티, 또는 탄수화물 모이어티 중 1종으로부터 선택된 접합 모이어티 R에 공유 연결될 수 있다.
접합 모이어티의 한 부류는 지질 모이어티를 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 C4-C30 지질 모이어티이다. 본원에서, 지질은 물에 불용성이지만 유기 용매에 가용성인 유기 화합물로서 정의된다. 지질은 지방산, 지방 알콜, 글리세롤지질, 글리세로인지질, 스핑고지질, 사카로지질, 폴리케티드 (케토아실 서브유닛의 축합으로부터 유래됨), 스테롤 지질, 프레놀 지질 (이소프렌 서브유닛의 축합으로부터 유래됨), 인지질, 오일, 왁스 및 스테로이드를 포함한다.
접합 모이어티의 한 부류는 지방족 탄화수소를 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티이다. 이러한 부류는 알칸, 알켄, 및 알킨, 및 4 내지 약 30개의 탄소로 구성된 다른 탄화수소 모이어티를 포함한다.
접합 모이어티의 한 부류는 펩티드를 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 펩티드 모이어티이며, 여기서 펩티드 모이어티는 2량체 내지 30량체의 길이를 갖는 천연 또는 합성 아미노산 중합체 또는 폴리펩티드 쇄를 포함하고, 이는 음이온성, 양이온성 또는 중성 전하일 수 있고, 균질 또는 불균질 아미노산 반복부를 함유한다.
음이온성 펩티드 모이어티는 폴리-글루타메이트, 폴리-아스파르테이트 또는 글루타메이트 및 아스파르테이트의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
양이온성 펩티드 모이어티는 폴리-아르기닌, 폴리-리신, 폴리-히스티딘, 아르기닌 및 리신의 조합, 아르기닌 및 히스티딘의 조합, 히스티딘 및 리신의 조합, 아르기닌, 히스티딘 및 리신의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
펩티드 모이어티는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 기의 부가를 위한 1개 이상의 PEG화 부위를 가질 수 있거나, 또는 당 또는 탄수화물 분자의 부가 예컨대 글리코실화에 의한 변형을 위한 1개 이상의 부위를 가질 수 있다.
접합 모이어티의 한 부류는 선형, 분지형, Y형 또는 다중-아암 기하구조의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체, PEG화된 펩티드 또는 단백질, 또는 PEG화된 숙시네이트 예컨대 숙신이미딜 숙시네이트를 포함한, PEG화된 화합물을 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 PEG화된 화합물 모이어티이다.
접합 모이어티의 한 부류는 2 내지 20개의 당의 모노사카라이드 또는 올리고사카라이드를 포함하나 이에 제한되지는 않는 탄수화물을 MTT의 제4 아미노산에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 탄수화물 분자 모이어티이다. 탄수화물 분자는 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민, N-아세틸렌우라민산, 또는 이들 중 임의의 것의 에피머 또는 유도체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
일부 경우에, 이들 부류 중 2종 이상으로부터의 요소를 조합할 수 있는 접합 모이어티는 다중 미토콘드리아 표적화 펩티드에 공유 연결되어 이량체 및/또는 다량체를 형성하는 다량체 링커 모이어티로서의 작용을 할 수 있다. 미토콘드리아 표적화 펩티드의 이량체 또는 다량체를 생성할 수 있는 이러한 링커는 "다량체화 도메인"으로 지칭될 수 있다. 다량체화 도메인을 갖는 MTT 전구약물은 화학식 (V)를 갖는다:
(R')n-R (V)
여기서 R은 다중 미토콘드리아 표적화 펩티드 R'에 공유 연결되어 전구약물의 이량체 또는 다량체를 형성하는 링커 또는 다량체화 도메인이고, n은 2 내지 약 100이다. 예는 PEG 중합체, 폴리비닐 알콜 (PVA) 중합체 또는 폴리펩티드를 포함하며, 여기서 링커 접합 모이어티 R은 MTT R'의 2개 이상의 분자에 공유 연결되어 이량체, 삼량체, 다량체 등을 형성한다. 일부 경우에, 다량체화 도메인은 MTT 단위 R'가 결합되어 있는 알콜, 즉 다중 "-OH" 기를 갖는다. 이 설정에서, (예를 들어, 에스테르 또는 또 다른 동적 공유 결합을 통해) 다량체화 도메인에 공유 연결된 다중 MTT는 MTT 전구약물 다량체로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 전구약물 화합물은 하기 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 "n"은 PVA 중합체를 포함하는 수이다:
본원에 기재된 바와 같이, 전구약물은 C4 (4개의 탄소) 내지 C30 (30개의 탄소) 길이 범위의, 미토콘드리아 표적화된 펩티드와 지방 알콜 사이의 축합 또는 에스테르화 반응의 생성물일 수 있다.
지방 알콜은 tert-부틸 알콜, tert-아밀 알콜, 3-메틸-3-펜탄올, 1-헵탄올 (에난트산 알콜), 1-옥탄올 (카프릴 알콜), 1-노난올 (펠라르곤산 알콜), 1-데칸올 (데실 알콜, 카프르산 알콜), 운데실 알콜 (1-운데칸올, 운데칸올, 헨데칸올), 도데칸올 (1-도데칸올, 라우릴 알콜), 트리데실 알콜 (1-트리데칸올, 트리데칸올, 이소트리데칸올), 1-테트라데칸올 (미리스틸 알콜), 펜타데실 알콜 (1-펜타데칸올, 펜타데칸올), 1-헥사데칸올 (세틸 알콜), 시스-9-헥사데센-1-올 (팔미톨레일 알콜), 헵타데실 알콜 (1-n-헵타데칸올, 헵타데칸올), 1-옥타데칸올 (스테아릴 알콜), 1-옥타데센올 (올레일 알콜), 1-노나데칸올 (노나데실 알콜), 1-에이코산올 (아라키딜 알콜), 1-헨에이코산올 (헨에이코실 알콜), 1-도코산올 (베헤닐 알콜), 시스-13-도코센-1-올 (에루실 알콜), 1-테트라코산올 (리그노세릴 알콜), 1-펜타코산올, 1-헥사코산올 (세릴 알콜), 1-헵타코산올, 1-옥타코산올 (몬타닐 알콜, 클루이틸 알콜), 1-노나코산올, 1-트리아콘탄올 (미리실 알콜, 멜리실 알콜) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
R은 C30 알킬 (트리아콘타닐) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C30 지방 알콜 (미리실 알콜)이다.
예를 들어, R은 C28 알킬 (옥타사닐) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C28 지방 알콜 (몬타닐 알콜)이다.
R은 C26 알킬 (헥사코사닐) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C26 지방 알콜 (세릴 알콜)이다.
R은 C24 알킬 (테트라코사닐) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C24 지방 알콜 (리그노세릴 알콜)이다.
R은 C22 알킬 (도코사닐) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C22 지방 알콜 (베헤닐 알콜)이다.
R은 C20 알킬 (에이코사닐) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C20 지방 알콜 (아라키딜 알콜)이다.
R은 C18 알킬 (옥타데실) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C18 지방 알콜 (스테아릴 알콜)이다.
R은 C16 알킬 (헥사데실) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C16 지방 알콜 (팔미틸 알콜)이다.
R은 C14 알킬 (테트라데실) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C14 지방 알콜 (미리스틸 알콜)이다.
R은 C12 알킬 (도데실) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C12 지방 알콜 (라우릴 알콜)이다.
R은 C10 알킬 (데실) 기일 수 있거나 또는 O-R은 C10 지방 알콜 (데칸올)이다.
전구약물은 C4 (4개의 탄소) 내지 C34 (34개의 탄소)의 길이 범위의, 미토콘드리아 표적화된 펩티드와 지방산 사이의 축합 또는 에스테르화 반응의 생성물일 수 있다.
지방산은 테트라데칸산, 펜타데칸산, (9Z)-헥사데센산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, (9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔산, (9Z,12Z,15Z)-옥타데카-9,12,15-트리엔산, (6Z,9Z,12Z)-옥타데카-6,9,12-트리엔산, (5E,9E,12E)-옥타데카-5,9,12-트리엔산, (6Z,9Z,12Z,15Z)-옥타데카-6,9,12,15-테트라엔산, (Z)-옥타데카-9-엔산, (11E)-옥타데스-11-엔산, (E)-옥타데스-9-엔산, 노나데칸산, 및 에이코산산 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 부류의 구성원은 접합 모이어티로서 약 4 내지 약 30개의 탄소를 갖는 지방족 기를 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 제4 위치의 아미노산으로부터 히드록실 기에 부가함으로써 펩티드-기반 전구약물로서 제조된다. 지방족 기는 알칸, 알켄 및 알킨을 포함할 수 있고, 비분지형, 분지형 및 시클릭 기 둘 다를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 부류의 구성원은 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 제4 위치의 아미노산으로부터 히드록실 기에 대한 접합 모이어티로서의 펩티드에 부가함으로써 펩티드-기반 전구약물로서 제조된다. 펩티드-기반 전구약물은 소형 펩티드 (예를 들어, 2-30개의 아미노산 (AA))인 접합 모이어티를 포함한다.
임의의 이들 전구약물에서, R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는, 천연 또는 합성 아미노산을 포함하는 2량체 내지 약 30량체 펩티드 모이어티일 수 있다. R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는, 2량체 내지 약 30량체 음이온성 펩티드 모이어티일 수 있다.
접합 모이어티 기 R로서 작용할 수 있는 음이온성 펩티드 서열의 예는 폴리-아스파르트산 (아스파르테이트), 폴리-글루탐산 (글루타메이트), 폴리-(아스파르트산-글루탐산) 또는 폴리-(글루탐산-아스파르트산) 반복부를 포함하는 펩티드를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
음이온성 펩티드 모이어티는 폴리-글루타메이트, 폴리-아스파르테이트 또는 글루타메이트 및 아스파르테이트의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는, 2량체 내지 약 30량체 양이온성 펩티드일 수 있다.
접합 모이어티 기 R로서 작용할 수 있는 양이온성 펩티드 서열의 예는 폴리-리신, 폴리-아르기닌, 폴리-히스티딘, 폴리-(리신-아르기닌) (또는 아르기닌-리신) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(리신-히스티딘) (또는 히스티딘-리신) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(아르기닌-히스티딘) (또는 히스티딘-아르기닌) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(리신-아르기닌-히스티딘) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(리신-히스티딘-아르기닌) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(아르기닌-리신-히스티딘) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(아르기닌-히스티딘-리신) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(히스티딘-아르기닌-리신) 반복부를 포함하는 펩티드, 폴리-(히스티딘-리신-아르기닌) 반복부를 포함하는 펩티드를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖는, 천연 또는 합성 아미노산을 포함하는 2량체 내지 약 30량체 펩티드 모이어티일 수 있다. 펩티드 모이어티는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 기를 첨가하기 위한 1개 이상의 PEG화 부위를 가질 수 있다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖지 않는, 천연 또는 합성 아미노산을 포함하는 2량체 내지 약 30량체 펩티드 모이어티일 수 있다. 펩티드 모이어티는 당 또는 탄수화물 분자의 부가 예컨대 글리코실화에 의한 변형을 위한 1개 이상의 부위를 가질 수 있다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 2량체 내지 약 30량체 폴리아르기닌 모이어티일 수 있다.
일부 예에서 전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R이며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 6량체 폴리아르기닌 모이어티이다.
임의의 이들 전구약물 화합물에서, R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산인 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 2량체 내지 약 30량체 폴리아스파르테이트 모이어티일 수 있다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 2량체 내지 약 30량체 폴리히스티딘 모이어티일 수 있다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 2량체 내지 약 30량체 폴리리신 모이어티일 수 있다.
R은 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체, PEG화된 펩티드, 또는 PEG화된 숙시네이트 예컨대 선형, 분지형, Y형 또는 다중 아암 기하구조의 PEG 중합체일 수 있다.
R은 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 공유 결합된 2 내지 20개의 당의 단당류 또는 올리고당류를 포함하는 탄수화물 분자를 포함하는 탄수화물 모이어티일 수 있다. 예를 들어, 탄수화물 분자는 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민, N-아세틸렌우라민산, 또는 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민 및 N-아세틸렌우라민산의 에피머 또는 유도체 중 하나를 포함할 수 있다.
R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 2량체 내지 약 30량체 폴리글루타메이트 모이어티일 수 있다.
전구약물 화합물은 하기 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 "n"은 하기 예에서와 같이 PVA 중합체를 포함하는 수이다:
또한, 화학식 (VIII)인 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R (EY005-R로 지정됨)의 전구약물 화합물이 본원에 기재되어 있다.
여기서 제4 아미노산은 에스테르 결합을 통해 R에 연결되고, R 또는 -O-R은 C4-C30 지질 모이어티, C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티, 2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, 또는 PEG화된 모이어티, 또는 탄수화물 모이어티로부터 선택된 접합 모이어티이다.
일부 예에서, 전구약물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O-)-비극성 지질 (본원에서 EY005-비극성 지질로도 지칭됨)의 화학식을 갖는다. 비극성 지질은 옥타데실 (여기서 -O-R은 스테아릴 알콜로부터 유래됨) 또는 헥사데실 (여기서, -O-R은 팔미틸 알콜로부터 유래됨) 또는 접합 모이어티로서 다른 대등한 분자 (도 16a에 도시된 예)를 포함하는 몇몇 분자 중 하나를 포함할 수 있다. 접합 모이어티로서 비극성 지질을 갖는 전구약물은 또한 비극성 지질인 복합체화 작용제를 비롯한 지질-기반 복합체화 작용제와 성공적으로 존재할 수 있는 본원에 기재된 전구약물의 단지 하나의 부류이다. 비극성 지질은 지방산, 글리세롤지질, 글리세로인지질, 스핑고지질, 사카로지질, 폴리케티드 (케토아실 서브유닛의 축합으로부터 유도됨), 스테롤 지질 및 프레놀 지질 (이소프렌 서브유닛의 축합으로부터 유도됨)을 포함하나 이에 제한되지는 않는 케토아실 및 이소프렌 기를 함유하는, 27 내지 50℃의 온도에서 고체인 소수성 분자이다.
일부 예에서, H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-OH) (EY005)는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R로서 제조되었으며, 여기서 O-R 기는 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 제4 아미노산의 히드록실 기에 공유 연결된 C4-C30의 탄소 쇄 길이를 갖는 지방산 또는 지방 알콜인 접합 모이어티이다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 -O-R 기는 에스테르 결합을 통해 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-OH)에 연결된 스테아릴 알콜 (이는 또한 도 16a에서 EY005-스테아릴로 도시되고, 에스테라제 절단 부위가 제시됨)로부터 유래된 것이다. 또 다른 예에서, 전구약물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 -O-R 기는 EY005-헥사데실로 도시된 팔미틸 알콜로부터 유래된 것이고, 여기서 팔미틸 알콜로부터 유래된 -O-R 기는 에스테르 결합을 통해 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-OH)에 연결되었다:
예를 들어, 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-노닐을 갖는 전구약물 화합물이 또한 본원에 기재된다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-운데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-도데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-트리데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-테트라데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-펜타데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-헥사데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-헵타데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-옥타데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-노나데실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-이코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-헤니코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-도코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-트리코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-테트라코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-펜타코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-헥사코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-헵타코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-옥타코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-노나코실을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-트리아콘틸을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-헨트리아콘틸을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-도트리아콘틸을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-트리트리아콘틸을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-테트라트리아콘틸을 가질 수 있다.
전구약물 화합물은 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-펜타트리아콘틸을 가질 수 있다.
일부 예에서, 펩티드-기반 전구약물은 화학식 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R을 가지며, 여기서 R은 길이 2 - 30개의 아미노산을 갖는 양이온성 펩티드 또는 폴리펩티드 분자를 포함하는 접합 모이어티이고, 여기서 개별 펩티드는 별개의 것 또는 반복부일 수 있고, 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 제4 아미노산의 히드록실 기에 공유 연결된다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 폴리아르기닌 펩티드 (예를 들어, 폴리아르기닌 히드로클로라이드 아지드)이다:
일부 예에서, 펩티드-기반 전구약물은 화학식 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R을 가지며, 여기서 R은 길이 2 - 30개의 아미노산을 갖는 음이온성 펩티드 또는 폴리펩티드 분자를 포함하는 접합 모이어티이고, 여기서 개별 펩티드는 별개의 것 또는 반복부일 수 있고, 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 제4 아미노산의 히드록실 기에 공유 연결된다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 폴리글루타메이트 펩티드 (예를 들어, 폴리글루타메이트 아지드)이다:
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 3량체 폴리아르기닌 모이어티이다 (도 16c 참조).
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 6량체 폴리아르기닌 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 8량체 폴리아르기닌 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 10량체 폴리아르기닌 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 3량체 폴리글루타메이트 모이어티이다 (도 16b 참조).
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 6량체 폴리글루타메이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 8량체 폴리글루타메이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 10량체 폴리글루타메이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 3량체 폴리아스파르테이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 6량체 폴리아스파르테이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 8량체 폴리아스파르테이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 10량체 폴리아스파르테이트 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 3량체 폴리히스티딘 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 6량체 폴리히스티딘 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 8량체 폴리히스티딘 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 10량체 폴리히스티딘 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 3량체 폴리리신 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 6량체 폴리리신 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 8량체 폴리리신 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 펩티드를 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 결합시키는 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 10량체 폴리리신 모이어티이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 선형, 분지형, Y형 또는 다중-아암 기하구조의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체를 포함한 PEG 중합체, PEG화된 펩티드, 또는 PEG화된 숙시네이트이다.
일부 예에서, 전구약물은 화학식 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R을 가지며, 여기서 R은 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 Phe-OH의 히드록실 기에 공유 연결된 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체를 포함하는 접합 모이어티이다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 PEG 중합체 모이어티이고 (또한 도 16d에 도시된 바와 같음), 여기서 전구약물은 표시된 바와 같은 에스테라제 절단 부위를 갖는 EY005-PEG이다:
일부 예에서, 전구약물은 화학식 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R을 가지며, 여기서 R은 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 Phe-OH의 히드록실 기에 공유 연결된 PEG화된 펩티드 또는 단백질을 포함하는 접합 모이어티이다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 PEG화된 펩티드 또는 단백질이다.
일부 예에서, 전구약물은 화학식 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R을 가지며, 여기서 R은 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 Phe-OH의 히드록실 기에 공유 연결된 PEG화된 펩티드 또는 단백질을 포함하는 접합 모이어티이다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 직접적으로 또는 링커 구축물을 통해 Phe-OH의 히드록실 기에 공유 연결된 PEG화된 숙시네이트를 포함하는 접합 모이어티이다. 하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 PEG화된 숙시네이트이다.
전구약물 화합물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-R일 수 있으며, 여기서 R은 미토콘드리아 표적화된 펩티드의 제4 아미노산의 히드록실 (-OH)에 공유 결합된 모노사카라이드 또는 2 내지 20개의 당의 올리고사카라이드를 포함하는 탄수화물 분자를 포함하는 탄수화물 모이어티이다. 이는 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민, N-아세틸렌우라민산을 포함한 모노사카라이드 또는 올리고사카라이드, 또는 그의 에피머 또는 유도체 중 임의의 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
전구약물 화합물은 (H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O))n-R일 수 있으며, 여기서 R은 다중 미토콘드리아 표적화 펩티드에 공유 연결되어 전구약물의 이량체 또는 다량체를 형성하는 링커 또는 다량체화 도메인이고, n은 2 내지 약 100이다. 다량체화 도메인은 PEG, PEG 중합체, 폴리비닐 알콜 (PVA), 또는 펩티드 중 1개 이상을 포함할 수 있다.
하나의 이러한 예는 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe (-O)-R이며, 여기서 R은 제4 위치의 아미노산의 히드록실 기에서 1개 이상의 다른 미토콘드리아 표적화된 펩티드에 연결될 수 있는 폴리비닐 알콜 (PVA)이다:
복합체화는 2가지 물리화학적 상황에서 발생한다. 한 경우에, 복합체화는 개별 분자 사이의 비공유 상호작용 (예를 들어, 수용체-리간드 상호작용)에 의해 발생한다. 이러한 유형의 복합체화는 분자 복합체화로 명명된다. 제2 상황은 미립자 (이 경우에, 복합체화 작용제)의 표면에 비공유 결합 또는 흡착하는 화학 물질의 분자 (이 경우에, 약물의 분자)를 수반한다. 이러한 유형의 복합체화는 미립자 복합체화로 명명되며, 상이한 미립자 흡착제 또는 복합체화 작용제는 미립자의 크기 및 형상, 표면에 존재하는 관능기, 및 미립자의 표면 불규칙성 및 다공성에 기초하여 상이한 흡착 특성을 갖는다. 미립자 복합체화의 유용성은 토양 과학을 비롯한 다른 분야에서 인식되어 왔으며, 여기서 화학 흡착제 (예를 들어, 알루미나, 실리카 겔, 활성탄)는 토양에서 특정 화학물질 (빈번하게는 오염물)과 상호작용하고, 흡착-탈착 특성은 영양소, 비료, 고엽제, 살곤충제에 특히 중요하다. 오일 및 탄화수소 산업에서, 흡착제 (예를 들어, 폴리프로필렌, 버미큘라이트, 펄라이트, 폴리에틸렌 등)는 오일 유출물을 세정하거나 또는 시추 및 수압파쇄 장비로부터 잔류 오일을 제거하는 데 사용되고; 산업 코팅 (예를 들어, 제올라이트, 실리카 겔, 인산알루미늄)에서, 흡착제는 다양한 목적 (즉, 윤활, 표면 냉각)을 위해 화학 물질을 결합시키는 데 사용된다.
의학적 적용에서, 흡착제는 섭취에 의한 급성 중독의 치료에 사용되며 (예를 들어, 활성탄, 칼슘 폴리스티렌 술페이트, 규산알루미늄), 여기서 흡착제는 독소에 결합하여 장으로부터 전신 순환으로의 흡수를 제한한다.
제약 산업에서, 제약 과학에서 가장 잘 공지되어 있는 흡착 복합체화의 원리는 혈액 중 혈장 단백질에 대한 약물 결합, 계내 약물 방출을 위한 고체 스캐폴드 (예를 들어, 약물-용리 스텐트) 상의 약물 코팅, 및 경구 생체이용률 및 흡수를 개선시키기 위한 불용성 약물에 대한 부형제의 부착의 형태로 존재한다.
그러나, 복합체화 시스템에 기초하거나, 또는 복합체화 작용제와의 약물-흡착 비공유 상호작용을 이용하여 약물 전달 시스템 이식물로부터 안구 조직으로의 약물의 방출을 조절하는, 안구 약물 전달을 위한 연장 방출 약물 전달 시스템은 존재하지 않는다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은 미립자 복합체화를 이용할 수 있으며, 따라서 여기서 복합체화 작용제는 불규칙한 형상의 미립자로서 제제화되는 경우에 MTT-전구약물에 비공유 결합하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는 능력을 갖는, 안구 조직과 상용성인 화학물질이다. 이러한 시스템은 전구약물 전략을 이용함으로써 약물 자체의 특성 또는 활성은 변화시키지 않으면서 복합체화 화학 시스템을 활용한다. 1개 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자는 소수성 분산 매질 내로 혼입 및 혼합되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하고, 이는 눈 안 및 눈 주위에 안전하게 전달된다. 이러한 복합체화-기반 XRDDS는 조직으로의 유리 MTT-전구약물의 확산 및 확산 방출을 조절하며, 여기서 조직 (유리체) 에스테라제는 유리 MTT 약물을 절단 및 방출하거나 또는 에스테르는 가수분해에 의해 절단되어, 조직으로의 약물 방출의 조절을 위한 통합 메카니즘을 제공한다.
MTT-전구약물의 접합 모이어티는 구체적으로 1종 이상의 미립자 복합체화 작용제와 복합체화하거나 비공유 상호작용을 형성하여 "약물-복합체" 미립자를 형성하는 그의 능력에 대해 선택되며, 이는 후속적으로 조합되고 선택된 분산 매질 내에 분산되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 복합체화 작용제는 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 핵산 및 폴리사카라이드를 비롯한 6종의 부류의 화학 물질 중 1종으로부터 선택된다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은, 불규칙한 표면을 갖는 불규칙한 형상의 미립자의 형태인 경우에 MTT-전구약물에 대한 효과적인 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는, 이들 6종의 부류의 화학 물질, 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 핵산 및 폴리사카라이드의 이전에 인식되지 않은 새로운 특성을 개시한다. 복합체화 작용제에 대한 기준은 하기 4가지 특색을 포함한다: (1) 플루오레세인-표지된 것은 MTT 자체가 아니라 접합 모이어티를 통해 미립자에 결합하며, 이는 현미경검사 영상화에 의해 입증가능함 (도 20c 및 20d, 21c 및 21d, 22c 및 22d 및 23c 및 23d 참조); (2) 물질의 미립자가 MTT-전구약물의 용액에 첨가되는 경우에, 원심분리 및 미립자의 풀다운 시, 약리학상 유의한 양의 약물이 미립자에 복합체화된 것으로 관찰됨 (하기 표 2 참조); (3) 약물 미립자-복합체는 적절한 분산 매질 중에 재현탁되는 경우에 약물의 부분 방출을 입증하며, 이는 특정한 분산 매질 중 주어진 MTT-전구약물-복합체화 작용제 쌍에 대한 약물의 Kd 또는 미결합-결합 분율에 의해 입증될 수 있음 (하기 표 2 참조); 및 (4) 약물-미립자 복합체는 분산 매질로부터 유용한 약동학적 방출 프로파일을 제공함 (도 25b 참조). 집합적으로, 이들 4가지 특성은 복합체화 작용제를 정의하고, 본원에 기재된 복합체화-기반 XRDDS를 가능하게 한다.
대조적으로, 예를 들어 실리콘 비드, 라텍스 비드 및 특정 중합체 마이크로미립자를 포함한, 구형 평활 표면 및 비-반응성 코팅을 갖는 구형 미립자는 MTT-전구약물과 복합체를 형성하지 못하고 (도 24c), 따라서 본원에 기재된 조성물 및 방법으로부터 배제될 수 있다.
복합체화 작용제의 한 부류는, 포화 또는 불포화일 수 있고 염 또는 에스테르의 형태일 수 있는 지방족 쇄를 갖는 카르복실산인 지방산이다. 예를 들어, 지방산은 CH3(CH2)nCOOH의 화학식을 가질 수 있으며, 여기서 n은 4 내지 30이다. 지방산은 테트라데칸산, 펜타데칸산, (9Z)-헥사데센산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, (9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔산, (9Z,12Z,15Z)-옥타데카-9,12,15-트리엔산, (6Z,9Z,12Z)-옥타데카-6,9,12-트리엔산, (5E,9E,12E)-옥타데카-5,9,12-트리엔산, (6Z,9Z,12Z,15Z)-옥타데카-6,9,12,15-테트라엔산, (Z)-옥타데스-9-엔산, (11E)-옥타데스-11-엔산, (E)-옥타데스-9-엔산, 노나데칸산, 에이코산산 등 중 1종을 포함할 수 있다. 지방산은 C14 내지 C20의 비분지형 지방산일 수 있다. 지방산은 미리스트산 (테트라데칸산), 팔미트산 (헥사데칸산), 스테아르산 (옥타데칸산), 아라키드산 (에이코산산) 중 1종을 포함하는 포화 지방산일 수 있다. 염 형태 지방산의 구체적 예는 스테아르산마그네슘, 팔미트산마그네슘, 스테아르산칼슘, 팔미트산칼슘 등을 포함한다.
예를 들어, 복합체화 작용제는 C18 지방산 (예를 들어, 스테아르산 또는 옥타데칸산)일 수 있다. 일부 예에서, 본원에 기재된 MTT는 스테아르산 또는 스테아릴 알콜을 포함하는 접합 모이어티에 (예를 들어, 에스테르 결합을 통해) 공유 연결되고 (예를 들어, 도 16a에 제시된 바와 같은 EY005-옥타데실 또는 EY005-스테아릴), XRDDS는 복합체화 작용제로서 스테아르산 또는 그의 염 형태 (스테아르산마그네슘)를 포함할 수 있다.
복합체화 작용제의 한 부류는 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물이다. 호변이성질체는 케토 형태 (케톤 또는 알데히드)와 엔올 형태 (알콜) 사이의 화학적 평형을 겪을 수 있는 분자를 지칭한다. 통상적으로, 케토-엔올 호변이성질체화를 겪을 수 있는 화합물은 카르보닐 기 (C=O)를 본원에 도시된 바와 같이 히드록실 (-OH) 기에 인접한 한 쌍의 이중 결합된 탄소 원자, C=C-OH를 함유하는 엔올 호변이성질체와 평형으로 함유한다:
케토 및 엔올 형태의 상대 농도는 특정 분자의 화학적 특성 및 평형, 온도 또는 산화환원 상태를 비롯한 화학적 미세환경에 의해 결정된다. 케토-엔올 호변이성질체화가 가능한 유기 화합물은 페놀, 토코페르솔란, 토코페롤, 퀴논, 리보핵산 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
복합체화 작용제의 한 부류는 하전된 인지질이다. 일반적으로, 인지질은 글리세롤 분자, 2개의 지방산, 및 알콜에 의해 변형된 포스페이트 기로 이루어지며, 여기서 인지질의 극성 헤드는 전형적으로 음으로 하전된다. 예는 레시틴, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 오일 중 상이한 인지질, 및 복합체화 작용제로서 작용하도록 개별적으로 또는 조합되어 사용될 수 있는 많은 다른 것을 포함한다. 음이온성 인지질은 포스파티드산, 포스파티딜 세린, 스핑고미엘린 또는 포스파티딜 이노시톨 중 1종을 포함할 수 있다. 일부 경우에, DLin-MC3-DMA와 같은 예를 포함하나 이에 제한되지는 않는, 양전하를 갖는 합성, 이온화가능한 인지질이 제조될 수 있다. 추가의 양이온성 인지질은 포스파티딜콜린의 양이온성 트리에스테르; 1,2-디미리스토일sn-글리세롤-3-포스포콜린 (DMPC); 1,2-디올레오일-sn-글리세롤-3-포스포콜린 (DOPC); 1,2-비스(올레오일옥시)-3-(트리메틸암모니오)프로판 (DOTAP); 1,2-디올레오일-sn-글리세롤-3-포스포에탄올아민 (DOPE); 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-포스포콜린 (DPPC); 1,2-디올레오일-sn-글리세롤-3-에틸포스포콜린 (EDOPC);1,2-디미리스토일-sn-글리세롤-3-에틸포스포콜린 (EDMPC); 1,2-디팔미토일-sn-글리세롤-3-에틸포스포콜린 (EDPPC) 중 1종을 포함할 수 있다. 제약 과학에서, 인지질은 생체이용률 개선, 독성 감소, 및 세포 투과성 개선을 위해 약물 제제화 및 전달 적용에 사용되어 왔다. 그러나, 본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 인지질은 MTT-전구약물 복합체 미립자가 혼입되고 분산된 안정한 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질 중에서 유리 MTT-전구약물을 조절하기 위한 목적으로, 미립자를 MTT-전구약물의 접합 모이어티에 비공유 결합시키고 MTT-전구약물 복합체 미립자를 형성시키는 복합체화 작용제로서 사용될 수 있다.
일부 예에서, 음이온성 인지질은 MTT-전구약물의 양이온성 접합 모이어티와 비공유 복합체화를 형성할 수 있다. 양이온성 인지질은 MTT-전구약물의 음이온성 접합 모이어티와 비공유 복합체화를 형성할 수 있다.
복합체화 작용제의 한 부류는 하전된 단백질이다. 단백질은 아미노산 잔기의 1개 이상의 긴 변화를 포함하는 대형 생체분자 및 거대분자이다. 단백질을 구성하는 아미노산은 성질상 양성, 음성, 중성 또는 극성일 수 있고, 집합적으로, 단백질을 구성하는 아미노산은 그의 전체 전하를 제공한다. 크기, 분자량, 미립자를 용이하게 형성하는 능력, 및 안구 조직과의 상용성에 기초하여 다양한 단백질이 복합체화 작용제로서 작용할 수 있다. 단백질의 전하는 특정 MTT-전구약물과의 그의 상용성을 결정할 것이며, 음으로 하전된 단백질은 MTT-전구약물의 양으로 하전된 접합 모이어티와 용이하게 복합체화될 것이고, 한편 양으로 하전된 단백질 (예를 들어, Arg-Gln-Ile-Arg-Arg-Ile-Ile-Gln-Arg-NH2 및 양전하를 갖는 합성 펩티드)은 MTT-전구약물의 음으로 하전된 접합 모이어티와 용이하게 복합체화될 것이다. 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는 단백질의 예는 알부민 및 콜라겐을 포함한다.
복합체화 작용제의 한 부류는 5탄당, 포스페이트 기 및 질소함유 염기를 포함하는 뉴클레오티드를 포함하는 생체중합체 거대분자인 핵산이다. 생물학적 기능 및 유전자 정보를 코딩하는 것에 대한 핵산의 중요성은 널리 확립되어 있다. 그러나, 핵산은 또한 핵산 효소 (예를 들어, 탄소 나노물질), 압타머 (예를 들어, 항체-유사 방식으로 기능하는 핵산 나노구조 및 치료 분자의 형성을 위함), 및 압타자임 (예를 들어, 생체내 영상화에 사용될 수 있음)을 비롯한 다양한 적용을 갖는다. 제약 과학에서, 핵산이 다양한 유형의 약물을 위한 담체 시스템으로서 작용하는 담체-기반 시스템에서의 사용을 위해 특이하게 조작된 핵산이 고려되고 적용되어 왔다. 그러나, 본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 핵산은 담체 시스템으로 고려되지 않을 수 있고, 오히려 복합체화 작용제로서 고려될 수 있는데, 이는 이들이 고도로 음으로 하전되고, 따라서 미립자로서 제제화되고, 이어서 MTT-전구약물의 양으로 하전된 접합 모이어티에 대한 복합체화 작용제로서 작용할 수 있기 때문이다.
복합체화 작용제의 한 부류는 글리코시드 연결에 의해 함께 결합된 모노사카라이드 단위를 포함하는 장쇄 중합체 탄수화물인 폴리사카라이드이다. 빈번하게, 이들은 매우 불균질하며, 약간 변형된 반복 모노사카라이드 단위를 함유한다. 구조에 따라, 이들은 물에 불용성일 수 있다. 폴리사카라이드 미립자 복합체화 작용제의 다른 분자, 이 경우에, 다양한 MTT-전구약물에 대한 복합체화는 다양한 정전기적 상호작용을 통해 발생할 수 있고, 이는 MTT-전구약물의 접합 모이어티 및 폴리사카라이드의 전하 밀도, 폴리사카라이드 복합체화 작용제 대 MTT-전구약물의 비, 이온 강도, 및 다른 특성에 의해 영향을 받는다. 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는 폴리사카라이드의 예는 고리형 폴리사카라이드 분자, 시클로덱스트린, 클라트레이트, 전분, 셀룰로스, 펙틴, 또는 산성 폴리사카라이드 (카르복실 기, 포스페이트 기, 또는 다른 유사하게 하전된 기를 함유하는 폴리사카라이드)를 포함한다.
복합체화 작용제는 금속 이온을 함유하는 화합물일 수 있다.
이들 치료 조성물 중 임의의 것에서, 이온 배위 복합체화는 광범위한 비공유 상호작용을 형성하는 중심 이온 주위에서 발생할 수 있다. 중심 이온은 구리, 철, 아연, 백금 또는 리튬 중 1종을 포함하는 중심 금속 이온일 수 있다.
이온 배위 복합체화는 매우 다양한 화학 물질과 광범위한 비공유 정전기적 상호작용을 형성할 수 있는 중심 이온, 통상적으로 금속 주위에서의 화학적 복합체화 과정이다. 이는 성질상 가장 흔한 화학적 과정 중 하나이다. 결합의 결합력은 상이한 배위 이온 사이에서 가변적이며, 그 중 일부는 거의 비가역적일 수 있는 한편, 다른 것은 비교적 불안정한 결합을 나타낸다. 중심 금속 이온은 구리, 철, 아연, 백금, 리튬 등을 포함한다. 약물 전달을 위한 복합체화 작용제로서 작용할 수 있는 3종의 부류는 킬레이트화제 (EDTA), 특정 특이적 금속 (백금, 리튬, 란타넘)과의 복합체화 작용제 및 금속단백질 원소를 갖는 분자 (헤모글로빈, 포르피린, 슈퍼옥시드 디스뮤타제, 및 아연 또는 구리 결합 도메인을 갖는 다른 것)이다.
복합체화 작용제는 금속, 금속단백질 또는 슈퍼옥시드 디스뮤타제 (SOD)와의 복합체화를 위해 구성된 킬레이트화제를 포함할 수 있다. 복합체화 작용제는 백금, 리튬, 란타넘, 헤모글로빈, 포르피린, 아연 결합 도메인, 또는 슈퍼옥시드 디스뮤타제 (SOD) 중 1종 이상과의 복합체화를 위해 구성된 킬레이트화제를 포함할 수 있다.
본원에 기재된 조성물 및 방법에서, MTT-전구약물의 접합 모이어티는 주어진 복합체화 작용제에 대해 특이적 결합력을 갖고, 그와 복합체화하여, MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성한다. 이러한 결합력은 선택된 분산 매질 중 주어진 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 MTT-전구약물의 미결합-결합 분율인 Kd로서 측정될 수 있다. 따라서, MTT-전구약물의 접합 모이어티의 특정한 복합체화 작용제에 대한 결합은 주어진 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리 약물을 제한하는 작용을 한다.
따라서, 소수성 분산 매질에 혼입된 1종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자를 포함하는 복합체화-기반 XRDDS에서, XRDDS의 제제는 생체이용률을 개선시키기 위해 복합체화를 사용하기 보다는 오히려, 다상 콜로이드성 현탁액의 주어진 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리, 미결합된 MTT-전구약물을 제한하기 위해 복합체화를 사용한다.
본원에 기재된 바와 같이, EY005-전구약물의 한 예는 EY005-스테아릴을 포함한다 (도 16a). EY005는 에스테르 결합을 통해 스테아릴 알콜에 연결되기 때문에, 생성되는 EY005-스테아릴 전구약물은 고도로 친수성인 비변형된 MTT EY005와 비교하여 소수성이다. EY005-스테아릴은 고체 지질 미립자 복합체화 작용제, 예컨대 스테아르산마그네슘과 비공유 복합체를 용이하게 형성하여 MTT-전구약물-스테아르산마그네슘 미립자를 형성한다. 이러한 MTT-전구약물의 접합 모이어티의 소수성 장쇄 지방 알콜과 미립자 복합체화 작용제 스테아르산마그네슘 사이의 높은 결합력 상호작용은 MTT-전구약물을 결합시키는 작용을 하고, MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산되어 있는 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리, 미결합된 MTT-전구약물을 제한한다.
EY005-전구약물의 또 다른 구체적 예는 EY005-트리-아르기닌 (triArg)을 포함하고 (도 16c), 여기서 EY005는 에스테르 결합을 통해 양으로 하전된 펩티드 접합 모이어티인 아르기닌 삼량체 / 트리펩티드에 연결되며, 이는 음으로 하전된 미립자 복합체화 작용제와 비공유 복합체를 용이하게 형성하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성한다. 그의 양으로 하전된 접합 모이어티와 미립자 복합체화 작용제의 음전하 사이의 높은 결합력 상호작용은 MTT-triArg 전구약물을 결합시키는 작용을 하고, MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산되어 있는 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리, 미결합된 MTT-전구약물을 제한한다.
EY005-전구약물의 또 다른 구체적 예는 EY005-트리-글루타메이트 (triGlu)를 포함하고 (도 16b), 여기서 EY005는 에스테르 결합을 통해 음으로 하전된 펩티드 접합 모이어티인 글루타메이트 삼량체 / 트리펩티드에 연결되며, 이는 양으로 하전된 미립자 복합체화 작용제와 비공유 복합체를 용이하게 형성하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성한다. 그의 음으로 하전된 접합 모이어티와 미립자 복합체화 작용제의 양전하 사이의 높은 결합력 상호작용은 MTT-triGlu 전구약물을 결합시키는 작용을 하고, MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산되어 있는 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리, 미결합된 MTT-전구약물을 제한한다.
EY005-전구약물의 접합 모이어티가 PEG화된 펩티드인 예, 예컨대 EY005-폴리에틸렌 글리콜 (PEG)에서 (도 16d), 복합체화 작용제는 그의 크기 및 전하에 기초하여 PEG 또는 PEG화된 접합 모이어티와 비공유 상호작용을 형성할 수 있다.
본원에 기재된 바와 같이, MTT-전구약물-복합체 미립자의 형성은 직접적 가시화에 의해 실험적으로 검증될 수 있다. 예를 들어, MTT-전구약물인 EY005-스테아릴을 플루오레세인 이소티오시아네이트 (FITC)로 형광 표지하고, 상이한 복합체화 작용제와 혼합하였다. 이어서, 생성된 혼합물을 직접적 형광 현미경검사 하에 가시화하였다. 이러한 접근법을 사용하여, FITC-표지된 EY005-스테아릴은 여러 상이한 복합체화 작용제: 스테아르산마그네슘 (이전에 기재된 바와 같고, 예상된 바와 같음); 큰 하전된 담체 단백질인 알부민; 및 큰 시클릭 탄수화물 분자인 시클로덱스트란과 약물-복합체 미립자를 형성하는 것으로 관찰되었다 (도 20c, 도 21c, 도 22c, 도 23c). 대조적으로, FITC-표지된 EY005-스테아릴은 실리카 마이크로비드와 약물-복합체 미립자를 형성하지 않는 것으로 관찰되었으며 (도 24c), 이는 복합체화 및 약물-복합체 미립자 형성의 과정이 약물과 복합체화 작용제 사이의 유리한 비공유 상호작용에 고도로 의존성이라는 것을 나타낸다.
추가로, 이러한 비공유 상호작용은 MTT-전구약물의 접합 모이어티에 의해 특이적으로 매개된다. 복합체화 작용제와 혼합된 FITC-표지된 EY005-스테아릴을 카르복시에스테라제의 수용액 (0.1 μg/mL)으로 처리하여 전구약물의 에스테르 결합을 가수분해함으로써 형광 펩티드를 방출시켰다. 복합체화된 미립자는 현미경검사 시 더 이상 형광 표지되지 않았으며 (도 20d, 도 21d, 도 22d, 도 23d), 이는 전구약물의 복합체화가 MTT-전구약물의 접합 모이어티에 의해 특이적으로 매개된다는 것을 확인시켜 준다.
본원에 기재된 바와 같이, 복합체화 작용제가 약물에 대해 높은 결합력을 갖는 약물-복합체 미립자의 형성은 실험적으로 정량화 및 검증될 수 있다. 예를 들어, MTT-전구약물 EY005-스테아릴을 기지의 양의 선택된 개별 복합체화 작용제와 혼합하였다. 이어서, EY005-스테아릴-복합체화 작용제 혼합물을 적절한 분산 매질 (이 경우에, 메틸 라우레이트)에 첨가하고, 원심분리하여 복합체화 작용제에 결합된 EY005-스테아릴을 분산 매질에 존재하는 미결합된 전구약물로부터 "풀다운" 또는 분리하였다. EY005-스테아릴 내용물로부터 풀다운된 미립자 및 분산 매질의 HPLC 분석으로 복합체화 작용제에 결합된 MTT-전구약물의 분율 (결합 능력)을 결정하고, MTT-전구약물 / 복합체화 작용제 쌍에 대한 미결합 대 결합 계수인 Kd 값을 계산하였다. 이러한 유형의 검정을 사용하여, 제시된 바와 같이, 결합 능력 및 Kd 값을 생성하여 선택된 분산 매질 중 특정 MTT-전구약물 / 복합체화 작용제 쌍에 대한 미결합 대 결합 약물 비를 확인할 수 있다.
표 2:
표 2는 다양한 복합체화 작용제를 첨가하고, 혼합하고, 1시간 동안 인큐베이션한, 메틸 라우레이트에 가용화된 EY005-스테아릴 전구약물의 예를 예시한다. 각각의 복합체화 작용제와 복합체화된 EY005-스테아릴 전구약물의 양을 HPLC에 의해 결정하였다. Kd 값을 각각의 조건 하에 [미결합]/[결합] 전구약물 분율로서 계산하였다. 결합 능력을 복합체화 작용제 mg당 복합체화된 EY005-스테아릴 μg으로서 계산하였다. 이들 데이터는 각각의 부류의 복합체화 작용제와의 가변적인 복합체화 정도를 입증하였다.
XRDDS 없이 MTT-전구약물 단독을 유리체내 투여하는 것은 망막에서 약물의 연장 지속 방출을 제공하기에 불충분하다. 유리 생물활성 MTT는 유리체 및 안구 조직에 존재하는 자연 발생 효소 (예를 들어, 에스테라제)에 노출 시 전구약물 분자로부터 즉시 절단되고, 유리 생물활성 테트라펩티드 약물은 비변형된 테트라펩티드 약물과 동일한 짧은 유리체 반감기인 5-6시간에 적용되어, 단일 IVT 투여 후 눈으로부터의 신속한 클리어런스로 이어진다.
연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)은 특정한 투여 경로에 대한 특정 치료 목적에 최적화된 방출 동역학을 조절하는 방식으로 특정 약물의 설계, 제조 및 투여에 사용되는 장치, 제제 또는 다른 시스템이다.
본원에 기재된 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS)은 1종 이상의 미립자 복합체화 작용제와 혼합된 MTT-전구약물을 포함하여 "약물-복합체" 미립자를 형성하며, 이는 선택된 분산 매질 내에서 조합 및 분산되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 복합체화-기반 XRDDS는 본원에서 "미토 XR" 또는 이식물로 지칭되며, 이는 유리체내 (IVT) 또는 안구주위 (예를 들어, 결막하, 테논낭하) 투여 경로에 의해 투여된다. 본원에 기재된 바와 같이, 다양한 상이한 복합체화 작용제 및 상이한 유형의 분산 매질이 안정한 다상 콜로이드성 현탁액의 형성에 사용될 수 있다.
콜로이드는, 미립자 물질이 분산 매질로 불리는 비히클 내에 안정하게 분산되어 있지만 침강 또는 이동하지는 않는 혼합물이다. 이는 입자가 중력으로 인해 현탁액 비히클 내에서 침강하는 현탁액으로부터 콜로이드를 구별한다. 콜로이드에 대한 전형적인 미립자 크기는 나노미터 범위이다. 콜로이드에서, 혼합물의 정의된 특징은 미립자가 최소의 침강 또는 이동으로 안정하게 분산되어 유지되는 것이다. 미립자가 액체 중에 분산되어 있는 콜로이드 혼합물은 "졸"로 불린다. 미립자가 고체 또는 반고체 중에 분산되어 있는 콜로이드 혼합물은 "고체 콜로이드"로 불린다. 미립자가 점성 반고체 또는 고체 분산 매질 중에 안정하게 분산되어 있는 콜로이드 혼합물은 정의된 명칭이 주어지지 않았다. 본원에서, 본 발명자들은 전형적인 콜로이드에서 나노미립자보다는 더 큰 크기의 안정하게 분산된 미립자와 관련하여, 안정하게 분산된 미립자를 "콜로이드성 현탁액"으로서 지칭한다. 본원에 기재된 조성물 및 방법에서, 분산 매질은 안정한 콜로이드성 현탁액을 용이하게 하는 소수성 분산 매질일 수 있다. 다상 콜로이드성 현탁액은 약물 물질이 유리 약물, 약물-약물 응집체 및 가장 중요하게는 복합체화 작용제 미립자에 비공유 결합된 약물을 포함한 1종 초과의 상으로 존재하는 현탁액이다. 다상 콜로이드성 현탁액은 약물 물질로서 MTT-전구약물을 혼입시킬 수 있다.
본원에 기재된 복합체화 작용제는 전구약물의 접합 모이어티와 비공유 복합체화되고, 분산 매질 내에 혼입되고 안정하게 분산되어, 다상 콜로이드성 현탁액을 형성할 수 있다.
분산 매질 내에서 미립자 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 복합체화는 분산 매질 내로의 유리 MTT-전구약물의 방출을 제한하는 작용을 한다. 분산 매질은 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 물의 접근을 제한하지만, 유리 미결합된 MTT-전구약물 물질은 분산 매질 내에서 자유롭게 확산되고, 분산 매질은 다상 콜로이드성 현탁액으로부터 확산될 수 있는 유리 미결합된 약물을 보유하지 않는다.
비변형된 MTT (예를 들어, H-d-Arg-DMT-Lys-Phe)의 본원에 기재된 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (예를 들어, 생분해성 튜브 제제) 내로의 혼입은, 싱크 조건에서의 시험관내 검정에 의해 또는 유리체내 주사 후 유리체 및 망막 조직 내로의 생체내 방출에 의해 측정하였을 때, MTT-전구약물 (예를 들어, H-d-Arg-DMT-Lys-Phe-O-스테아릴)의 혼입과 비교하여 약물의 지속적인 연장 방출을 제공하기에 불충분하다 (도 27 및 29). 이러한 예에서, 비변형된 MTT와 약물 전달 시스템의 선택된 복합체화 작용제 사이의 복합체화 상호작용의 결여로 인해, 비변형된 테트라펩티드 약물은 이식된 약물 전달 시스템으로부터 신속하게 방출되고 눈으로부터 짧은 시간 내에 (예를 들어, 2주 정도 내에) 클리어된다.
전구약물은 복합체화 기반 XRDDS에서 약동학을 최적화하고 투여 후 지속 방출을 가능하게 하는 특정 목적을 제공한다. 전구약물의 접합 모이어티는 선택된 복합체화 작용제(들)와 비공유 복합체화 상호작용을 형성하여, 미토 XR 이식물로부터의 방출에 이용가능한 유리 약물의 양을 제한하는 작용을 한다. 특정 접합 모이어티 및 특정 복합체화 작용제는 주어진 약물-복합체화 작용제 쌍에 대한 강력한 비공유 상호작용을 최적화하도록 설계되고 선택될 수 있으며, 여기서 이 둘은 혼합되어 "약물-복합체" 미립자를 형성하고, 주어진 약물-복합체 미립자로부터의 약물 방출 속도는 "싱크" 조건으로의 약물 방출의 시험관내 검정에 의해 측정될 수 있다. 주어진 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 비공유 상호작용의 상대 결합력은 명시된 방출 검정에서 미결합 대 결합 전구약물의 비로 정의되는 "Kd"에 의해 측정될 수 있다. MTT-전구약물-복합체 미립자의 1개 이상의 세트가 특정 분산 매질 내에 혼입되고 분산되어 XRDDS를 구성하는 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 따라서, 특정한 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 접합 모이어티의 결합은 주어진 분산 매질로부터의 방출에 이용가능한 유리 약물을 제한하는 작용을 한다 (도 25b). 일반적으로, 복합체화-기반 XRDDS는 특정 치료 목적을 위해 설계되고 최적화된 활성 약물의 사전명시된 방출 동역학을 달성하기 위해 국부 안구 투여에 의해 투여될 수 있는 이식물 양식으로서 제제화된다.
본원에 정의된 바와 같은 분산 매질은 MTT-전구약물-복합체 미립자가 분산 매질 내로 혼입되고 혼합될 때 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 소수성 액체이다.
본원에 기재된 조성물 및 방법은 특정 오일이 효과적인 분산 매질로서의 작용을 하도록 하는, 이들 특정 오일의 이전에 인식되지 않은 새로운 특성을 개시한다. 이들은 소수성, 높은 출발 점도 및 MTT-전구약물-복합체 미립자와 혼합될 때 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하도록 하는 다른 특성을 포함한다. 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 정의하는 기준은 시험관내에서 안구 생리학적 환경 (즉, 37℃, 완충 염수, 유리체 효소, 희석 혈청)에 노출된 후 또는 생체내에서 눈에 주사된 경우, 이식물 수명의 사전명시된 지속기간 동안 MTT-전구약물-복합체 미립자의 침강, 분리 또는 해리 없이 미립자의 균일한 혼합물 및 분포를 포함한다. 안정성은 또한 오일 대비 MTT-전구약물-복합체 미립자의 상대 백분율 (중량 대 중량) 및 미립자의 크기 및 질량에 좌우된다.
다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질은 MTT-전구약물-복합체 미립자를 안정하게 분산시키고, 주위 조직으로부터의 물이 XRDDS 내의 미립자로 접근하는 것을 제한한다.
안정한 다상 콜로이드성 현탁액의 형성에 대한 이들 기준을 충족하는 4종의 부류의 오일은 포화 지방산 메틸 에스테르, 불포화 지방산 메틸 에스테르, 포화 지방산 에틸 에스테르 또는 불포화 지방산 에틸 에스테르를 포함한다. 분산 매질은 이들 부류 중 1종으로부터의 개별 오일일 수 있거나 또는 안정한 콜로이드성 현탁액의 목적하는 목표를 달성하기 위해 구체적으로 설계되고 혼합된 상이한 점도 값을 갖는 오일의 혼합물로서 설계될 수 있다.
포화 지방산 메틸 에스테르는 메틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 메틸 펜타노에이트, 메틸 헥사노에이트, 메틸 헵타노에이트, 메틸 옥타노에이트, 메틸 노나노에이트, 메틸 데카노에이트, 메틸 운데카노에이트, 메틸 도데카노에이트 (메틸 라우레이트), 메틸 트리데카노에이트, 메틸 테트라데카노에이트, 메틸 9(Z)-테트라데세노에이트, 메틸 펜타데카노에이트, 메틸 헥사데카노에이트, 메틸 헵타데카노에이트, 메틸 옥타데세노에이트, 메틸 노나데카노에이트, 메틸 에이코사노에이트, 메틸 헤네이코사노에이트, 메틸 도코사노에이트, 메틸 트리코사노에이트 등을 포함할 수 있다.
포화 지방산 에틸 에스테르는 에틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 에틸 부티레이트, 에틸 펜타노에이트, 에틸 헥사노에이트, 에틸 헵타노에이트, 에틸 옥타노에이트, 에틸 노나노에이트, 에틸 데카노에이트, 에틸 운데카노에이트, 에틸 도데카노에이트 (에틸 라우레이트), 에틸 트리데카노에이트, 에틸 테트라데카노에이트, 에틸 9(Z)-테트라데세노에이트, 에틸 펜타데카노에이트, 에틸 헥사데카노에이트, 에틸 헵타데카노에이트, 에틸 옥타데세노에이트, 에틸 노나데카노에이트, 에틸 에이코사노에이트, 에틸 헤네이코사노에이트, 에틸 도코사노에이트, 에틸 트리코사노에이트를 포함할 수 있다.
불포화 지방산 메틸 에스테르는 다양한 메틸 트리코세노에이트 분자 엔티티를 포함하나 이에 제한되지는 않는 다양한 불포화 메틸 에스테르에 대해 메틸 10-운데세노에이트, 메틸 11-도데세노에이트, 메틸 12-트리데세노에이트, 메틸 9(E)-테트라데세노에이트, 메틸 10(Z)-펜타데세노에이트, 메틸 10(E)-펜타데세노에이트, 메틸 14-펜타데세노에이트, 메틸 9(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 9(E)-헥사데세노에이트, 메틸 6(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 7(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 11(Z)-헥사데세노에이트 등을 포함할 수 있다.
불포화 지방산 에틸 에스테르는 다양한 에틸 트리코세노에이트 분자 엔티티를 포함하나 이에 제한되지는 않는 다양한 불포화 에틸 에스테르에 대해 에틸 10-운데세노에이트, 에틸 11-도데세노에이트, 에틸 12-트리데세노에이트, 에틸 9(E)-테트라데세노에이트, 에틸 10(Z)-펜타데세노에이트, 에틸 10(E)-펜타데세노에이트, 에틸 14-펜타데세노에이트, 에틸 9(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 9(E)-헥사데세노에이트, 에틸 6(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 7(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 11(Z)-헥사데세노에이트 등을 포함할 수 있다.
대조적으로, 실리콘 오일, 점성 젤라틴 및 점성 프로테오글리칸을 포함한 특정의 다른 오일 및 점성 물질은 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하지 못하거나 또는 생리학적 안구 미세환경 (예를 들어, 37℃, 완충 염수, 유리체 효소, 희석 혈청)에 노출되는 경우 또는 눈에 주사되는 경우 생체내에서 신속하게 분해된다.
따라서, 본 발명의 연장 방출 약물 전달 시스템은 신규하고, 이전에 고안 및 설계된 시스템과 구별되는데, 이것이 안구 약물 전달을 위한 기존 선행 기술이 없는 방법 및 접근법인, 구체적으로는 눈으로의 지속 방출 약물 전달을 위해 복합체화 시스템의 화학을 대신 이용하기 때문이다. 본 발명의 시스템은 생침식성 양식, 장치 또는 제제에서 약물의 확산을 제한하고 안구 조직 내로의 약물 방출의 동역학을 조절하는 방법으로서 1종 이상의 복합체화 작용제(들)에 대한 약물의 복합체화를 사용한다.
일부 예에서, 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 절단 및 방출은 전임상 동물 모델 (예를 들어, 마우스, 래트, 토끼, 돼지 등)의 유리체강 또는 안구주위 조직 내로 연장 방출 약물 전달 시스템 내 전구약물을 함유하는 이식물을 생체내 주사한 후에 평가될 수 있으며 (도 29), 여기서 안구 조직을 회수하고, 분석 방법, 예컨대 HPLC 또는 질량 분광측정법을 사용하여 생체내 주사 후 다양한 시점에서 유리 생물활성 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 및 무손상 전구약물의 양을 계산할 수 있다.
한 예에서, EY005-스테아릴은 스테아르산마그네슘 (고체 지방산) 복합체화 작용제와 혼합되고, EY005-스테아릴은 알파-토코페롤 (케토-엔올 호변이성질체) 복합체화 작용제와 혼합되고, 두 약물-복합체 미립자 쌍은 메틸 라우레이트 내로 혼입되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액 또는 미토 XR 볼루스 이식물을 형성한다.
시험관내 동역학 연구에서, 미토 XR의 이러한 파일럿 제제는 EY005 생물활성 테트라펩티드의 0차 (즉, 선형) 동역학을 달성하여, 분산 매질 내의 유리 생물활성 MTT가 이식물로부터 안구 생리학적 환경 내로 방출되는 약물 방출의 목적하는 지속기간 3개월을 달성하였다 (도 27 참조).
시험관내 효능 연구에서, 미토 XR의 볼루스 이식물을 내인성 에스테라제를 사용한 RPE 세포 배양 모델에 첨가하였다. 세포 배양 데이터는 세포 미토콘드리아 기능장애의 역전과 관련하여 21-일 시점에 ~ 80% 개선된 세포골격의 회복을 입증하였다 (도 28a-28d). 이 데이터는, 복합체화 작용제와 혼합되고 분산 매질 내로 혼입되어 미토 XR의 제제에서 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 EY005-스테아릴이 예측가능한 치료 수준에서 EY005의 지속 방출을 생성할 수 있다는 것을 확인시켜 주며, 이는 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질로부터 주위 안구 생리학적 환경으로 방출되는 MTT-전구약물의 절단 시 생물활성이다.
일부 예에서, MTT-전구약물은 동물 또는 인간의 눈에 배치된 본원에 기재된 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템인 미토 XR 내에서 제제화될 수 있다. 예를 들어, 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 내에 제제화된 MTT-전구약물을 토끼의 눈에 유리체내 투여하는 것은 목적하는 1일 방출 속도로의 활성 MTT의 지속 방출을 생성하고, 유리체 및 망막에서 약물의 목적하는 표적 조직 수준을 달성하는 것으로 밝혀졌다 (도 31-32).
생체내 동역학 연구에서, LC/MS 분석을 사용하여, 본 발명자들은 토끼 눈에의 IVT 미토 XR (EY005-스테아릴 페이로드 1 mg) 볼루스 주사 후 6주까지 높은 망막 EY005 수준 (> 300 ng/g)이 지속된 것으로 측정하였으며 (도 29), 이는 내인성 에스테라제가 생체내에서 활성 EY005를 방출한다는 것을 확인시켜 준다. 회수된 볼루스는 ~50% 잔류 페이로드를 가졌으며, 이는 이식물 제제가 0차 방출 동역학을 고려하여 EY005 수준 > EC50의 ~90일 방출을 달성할 것임을 나타낸다.
중요하게는, 미토 XR의 제제는 토끼 눈에서 임상적으로 잘 허용되는 것으로 보였으며 (도 30a), 독성의 조직학적 증거는 없었다 (도 30b).
EY005-스테아릴 전구약물과 대조적으로, EY005 천연 테트라펩티드는 복합체화 작용제와 비공유 상호작용을 형성하지 못한다. FITC-표지된 EY005는 상이한 복합체화 작용제 (예를 들어, 스테아르산마그네슘, 알부민)와 혼합된 경우에 가시적인 약물-복합체 미립자를 생성하지 않았다 (도 20b, 21b, 22b 및 23b).
추가로, EY005-스테아릴의 미토 XR 제제에 사용된 동일한 분산 매질 내로 동일한 복합체화 작용제와 함께 EY005 천연 생물활성 펩티드를 혼입시키는 것은 시험관내에서 생물활성 MTT의 과도한 방출 또는 "덤프"를 생성하였다 (도 27). 추가적으로, 유리체 내로 투여된 EY005 천연 펩티드의 다상 콜로이드성 현탁액 볼루스 제제는 21일 이후에 검출가능한 EY005 조직 수준을 생성하지 않았으며 (도 29), 이는 또한 생체내에서 천연 MTT 약물의 과도한 방출을 나타낸다. 또한, 과도한 약물 방출 또는 "덤핑"과 일치하게, 회수된 볼루스 내에 잔류 약물은 없었다. 따라서, 다상 콜로이드성 현탁액 내로의 천연 비변형된 MTT의 혼입은 지속 방출을 생성하기에 불충분하고, 연장 방출 약물 전달 시스템의 사양을 달성하지 못한다 (또한 도 31-32 참조). 중요하게는, 이들 데이터는 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질로부터 방출된 유리 MTT-전구약물의 공유 결합의 절단 후에 조직 내로의 활성 MTT의 제어되는 지속적인 방출을 달성하기 위해, MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하기 위한 전구약물 구축물 및 전구약물 접합 모이어티와 복합체화 작용제 사이의 특이적 상호작용에 대한 필요성을 확인하고 강조한다.
복합체화 작용제는 전구약물의 접합 모이어티와 비공유 복합체화되고, 분산 매질 내에 혼입되고 분산되어, 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템의 제제에 포함되며, 약물의 확산을 제한하고, 주위 조직으로부터의 물이 연장 방출 약물 전달 시스템 내의 미립자에 접근하는 것을 제한할 수 있다 (도 25b).
분산 매질은 MTT-전구약물-복합체 미립자를 안정하게 분산시켜 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하는 작용을 한다. 분산 매질은 오일, 액체 지질 및 반고체 지질 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 분산 매질은 포화 지방산 (메틸) 에스테르, 포화 지방산 (에틸) 에스테르, 불포화 지방산 (메틸) 에스테르 및 불포화 지방산 (에틸) 에스테르 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
1종 이상의 미립자 복합체화 작용제와 상호작용하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는 본원에 기재된 MTT-전구약물 화합물은, 적절한 분산 매질 중에 혼합되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성하고 그 결과 미토 XR의 제제를 형성하는 경우에, 미토 XR 이식물의 단일 투여 후 1 내지 12개월 또는 그 초과의 지속기간 동안 EC50 (즉, 미토콘드리아 기능장애의 역전을 위한 50% 최대 반응을 생성하는 약물의 유효 농도)을 충족하거나 초과하는 활성 MTT의 유리체 및 망막 농도를 제공할 수 있다.
본원에 기재된 망막 질환 병리생물학의 치료를 위한 높은 지속 안구 조직 수준 및 그로 인한 이익은 비변형된 미토콘드리아-표적화된 펩티드의 전신 투여 또는 유리체내 투여에 의해 실현가능하지 않다. MTT-전구약물의 상용성 XRDDS로의 성공적인 혼입, 이 경우에, 복합체화-기반 XRDDS는 안구 및 망막 질환, 예컨대 AMD에 대한 이들 치료 이익을 달성하는 데 필수적이다.
예를 들어, 엘라미프레티드의 최대 전신 투여는 피하 투여 경로에 의해 전달되는 1일 40 mg 또는 대략 0.4-0.9 mg/kg이다. 토끼에서, 1 mg/kg 엘라미프레티드의 피하 투여 후에, 1시간에서의 피크 맥락막 수준은 ~ 50 nM이며, 이는 4시간 후에 검출불가능한 정도로 하락하고; 토끼에서의 피하 투여 후 망막에서는, 망막 침투를 방해하는 혈액-망막 장벽으로 인해, 약물이 검출되지 않는다. 한편, 15 μg 엘라미프레티드의 유리체내 주사 후 피크 망막 수준은 ~15 μM이다. 따라서, 최대 허용 용량의 전신 투여 후 미토콘드리아-표적화된 펩티드의 망막 생체이용률은 유리체내 투여와 비교하여 준최적이다. 피하 투여 경로에 의한 투여량 수준 및 투여 빈도는 고용량 제제로 발생하는 국부 주사 부위 반응의 독성에 의해 제한되거나 또는 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드 약물의 매일 투여보다 더 빈번하게 제한된다. 추가로, 유리체 내 비변형된 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드의 반감기는 단지 5-6시간이기 때문에, 비변형된 펩티드 약물의 유리체내 주사는 지속적인 조직 수준을 생성하지 않는다. 약물은 단지 수일 내에 눈으로부터 클리어되고, 인간에서의 1주 1회 유리체내 주사는 임상 실시에서의 질환의 치료에 실용적이거나 실현가능하지 않다. 따라서, 연장 방출 약물 전달 시스템은 유리체, 망막 및 RPE 내에서 약물의 지속적인 높은 수준을 달성하는 데 필수적이다.
일부 예에서, 전구약물 및 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (즉, 미토 XR) 내로 혼입된 전구약물의 제제를 포함한 본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 충분히 높은 용량으로 투여되는 경우에 RPE 이상형태에 대한 명백하지 않고 달리 예상치 못한 긍정적 이익을 입증한다. 도 5 및 12에 기재된 프로토콜에서의 HQ 노출 모델을 포함한 건성 AMD의 시험관내 및 생체내 모델은, 건성 AMD의 추가의 병리학적 특색, 예컨대 시토졸 비멘틴 (AMD 눈의 RPE에서 상향조절되고 세포외 매트릭스로 분비되는 중간 필라멘트)의 상향조절된 발현 형태의 조절이상 세포외 매트릭스 및 RPE 세포 액틴 세포골격 해체 형태의 RPE 세포 이상형태를 입증한다 (도 7 및 14). 충분히 높은 약물 수준의 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드, 본 실시예에서 EY005 (5 μM)로의 처리는 RPE 세포외 매트릭스의 조절이상을 역전시켜, 시토졸 비멘틴의 발현을 하향조절하고, 정상 RPE 세포 형태를 회복시켜, 액틴 세포골격 해체를 역전시키고, 시토졸 액틴 응집체 형성을 클리어한다 (도 7, 9-10, 14).
인간에서 본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법에 의해 가능한 충분히 높은 용량의 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드로의 치료는 또한 RPE하 침착물 형성에 대한 명백하지 않고 달리 예상치 못한 긍정적 이익을 입증한다. 예를 들어, 도 2a는 피하 (SQ) 투여 (3 mg/kg BID)에 의해 전신 투여된 고용량 엘라미프레티드에 의한 ApoE4 마우스 모델에서의 기존 RPE 미토콘드리아 기능장애 및 RPE하 침착물의 역전을 예시한다. 고지방 식이 (HFD)가 공급된 노령 ApoE4 마우스는 RPE하 침착물을 발생시키며, 이는 건성 AMD를 갖는 환자에서 RPE하 드루젠의 병리생물학을 반영한다. ApoE4 마우스를 이전 3개월부터 HFD를 계속하면서 4주 동안 엘라미프레티드 (n=5; 1일 3 mg/kg SQ) 또는 비히클 (n=5)로 처리하였다. 도 2a는 HFD의 개시 4개월 후 비히클을 받은 마우스에서 투과 전자 현미경검사 (TEM)에 의한 외부 망막 형태의 분석을 보여주며, 좌측에 제시된다. 이들 비처리된 마우스는 농후한 중증 침착물을 가졌다. 대조적으로, 4주 동안 SQ 투여에 의해 1일 고용량 엘라미프레티드를 받은 마우스는 도 2a의 우측 패널에 제시된 바와 같이 최소 침착물 및 외부 RPE 세포 형태의 회복을 입증하였다.
설치류에서는 그의 작은 크기로 인해 및 투여에 요구되는 최소량의 약물 용량 및 부피로 인해 전신 SQ 투여에 의해 충분히 높은 용량이 달성될 수 있다. 이는 인간에서는 인간의 보다 큰 크기로 인해 및 엘라미프레티드의 SQ 제제로의 국부 주사 부위 반응의 용량-제한 독성으로 인해 가능하지 않으며; 인간에 대한 최대 허용 용량은 1일 1회 40 mg SQ, 대략 0.3 - 0.9 mg/kg 또는 마우스에서의 효과적인 용량보다 대략 3-10배 더 낮은 용량이다 (도 3). 종합하면, 이들 데이터는 눈으로의 충분히 높은 용량 및 충분히 높은 안구 조직 약물 수준을 달성하도록 특이적으로 제제화된 엘라미프레티드의 유사체를 이용하는, 본원에 기재된 전구약물 및 유리체내로 투여되는 미토 XR과 관련된 본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법을 포함한, 충분히 높은 용량의 미토콘드리아-표적화된 약물로의 치료가 RPE하 침착물의 퇴행 및 RPE 세포 형태와 건강의 회복을 촉진할 수 있다는 것을 시사한다.
SQ 주사에 의한 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전신 전달은 불충분한 망막 생체이용률로 인해 인간 환자에서 준최적 효능을 갖는다. 충분한 수준의 미토콘드리아-표적화된 테트라펩티드는 표적 조직 부위 (즉, 망막)에서 달성될 수 없다. 예를 들어, 인간에서, 최대 투여는 SQ 주사 부위 독성에 의해 제한되는 용량인 40 mg SQ (~0.3-0.9 mg/kg)이다 (도 3). 마우스에서, 효과적인 투여는 인간에서의 질량-조정된 용량보다 3-10배 더 큰 3 mg/kg을 필요로 하였다. 피크 혈장 수준은 또한 약물의 신속한 혈액 클리어런스에 의해 제한되고, 혈액-눈 장벽은 또한 망막 침투를 방해할 수 있다. 따라서, 토끼에서 1 mg/kg 엘라미프레티드의 SQ 투여 1-8시간 후에, 1시간에서의 피크 맥락막 수준은 ~50nM이며, 이는 4시간 후에 검출불가능한 정도로 하락하고; 어떠한 약물도 망막에서 검출되지 않으며, 이는 SQ 투여 경로가 또한 충분한 지속기간으로 필요한 조직 수준을 달성하는 데 부적절하다는 것을 나타낸다. 미토콘드리아 기능장애의 예방을 위한 시험관내 EC50은 ~10-100 nM이고, 역전 (48시간의 약물 노출 지속기간)을 위한 것은 ~1 μM이다. 따라서, 연속적인 약물 노출과 함께 보다 높은 망막 및 맥락막 약물 수준이 바람직하다. 본원에 기재된 MTT-전구약물 및 미토 XR 제제 (다상 콜로이드성 현탁액 중에 제제화된 전구약물)는 전신 투여에 의해 달리 달성가능한 것보다 더 긴 기간에 걸쳐 IVT 또는 안구주위 투여를 가능하게 한다.
일부 예에서, 전구약물 및 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (즉, 미토 XR) 내로 혼입된 전구약물의 제제를 포함한 본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 미토콘드리아 기능장애의 역전을 입증한다. 예를 들어, 토끼 안구 히드로퀴논 모델에서, 토끼에 대해 알로메트릭 스케일링된 최대 허용 인간 용량의 미토콘드리아-표적화된 펩티드 (EY005)의 전신 투여는 RPE 액틴 세포골격 완전성을 단지 부분적으로 회복시킨다 (도 15d). 대조적으로, EY005의 IVT 주사는 RPE 비멘틴 발현의 하향조절 (도 14) 및 정상 RPE 액틴 세포골격 완전성의 회복 (도 15c)을 유발한다. 추가로, 도 13은 약물 처리 36시간 후에 15 μg의 단일 IVT 용량의 EY005 또는 비히클에 대한 결과를 보여준다. 도 13에서, 가장 우측 칼럼은 각각의 DCFDA (산화 생성물 마커)에 대한 정상 외관을 보여준다. 좌측 칼럼은 비처리된, HQ-노출된 눈을 보여주고, 중간 칼럼은 EY005-처리된, HQ-노출된 눈을 보여준다. IVT EY005 처리는 산화 부산물의 대략 75% 감소를 일으켰다. 결과는 단일 용량의 IVT EY005가, 충분히 높은 용량으로 투여될 때, 36시간 이하 내에 생체내에서 기존의 중증 미토콘드리아 기능장애를 둘 다 역전시킨다는 것을 나타낸다. 중요하게는, 어떠한 망막 독성도 관찰되지 않았다. 이 세팅에서, 토끼에서 IVT 투여에 의해 달성된 망막 및 RPE 조직 수준은 토끼에 대해 알로메트릭 스케일링된 최대 허용 인간 용량의 SQ 투여에 의해 수득된 조직 수준보다 실질적으로 더 높다.
일부 예에서, 전구약물 및 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템 (즉, 미토 XR) 내로 혼입된 전구약물의 제제를 포함한 본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 유리체내 (IVT) 경로에 의해 충분히 높은 용량으로 투여되는 경우에 RPE 이상형태에 대한 명백하지 않고 달리 예상치 못한 긍정적 이익을 입증한다. 도 14는 약물 처리 36시간 후에 15 μg의 단일 IVT 용량의 EY005 또는 비히클에 대한 결과를 보여준다. 비멘틴 (세포외 매트릭스 조절이상의 마커) 및 팔로이딘 (액틴 세포골격 및 세포 형태에 대한 표지) 염색에 의해 명백한 바와 같이, IVT EY005 처리는 비멘틴 염색의 대략 90% 역전 및 세포골격 해체의 대략 80% 감소를 일으켰으며, 이는 RPE 세포 손상 및 이상형태의 역전 및 RPE 건강의 회복을 입증한다.
일부 예에서, 전구약물의 IVT 미토 XR 제제는 3개월 이상 동안 연속적인 약물 방출과 함께 지속적인 기간 동안 약물의 충분히 높은 안구 조직 수준을 생성함으로써 (도 29), 미토콘드리아 기능장애를 동반한 질환의 변형을 유발할 뿐만 아니라 건성 AMD 및 잠재적으로 다른 망막 및 후안부 질환의 세팅에서 RPE 형태와 건강 및 망막 시각 기능에 대한 명백하지 않고 달리 예상치 못한 긍정적 효과를 유발한다.
미토 XR을 포함한 본원에 기재된 조성물 및 방법은 건성 연령-관련 황반 변성 (AMD), 습성 AMD, 당뇨병성 망막병증 (DR), 망막 정맥 폐쇄 (RVO), 후천성 및 유전성 망막 변성, 및 다른 망막 및 시신경 질환을 포함한, 다양한 망막 및 눈의 후부 질환을 치료하기 위해 유리체내 또는 안구주위 투여 경로에 의한 눈에의 이식물 전달에 의해 적용될 수 있다.
본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 건성 AMD의 치료를 필요로 하는 환자, 예컨대 이미 건성 AMD를 갖고 있는 환자, 건성 AMD의 위험이 있는 환자, 건성 AMD의 진행 위험이 있는 환자 또는 진행된 형태의 AMD (예를 들어, 지도형 위축 (GA), 중심 또는 비중심 GA)의 결과로서 시각 상실의 위험이 있는 환자에서 건성 AMD를 치료하는 데 사용될 수 있다.
본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 신생혈관성 AMD의 치료를 필요로 하는 환자, 예컨대 이미 신생혈관성 AMD를 갖고 있는 환자, 신생혈관성 AMD의 위험이 있는 환자, 신생혈관성 AMD의 진행 위험이 있는 환자 또는 진행된 형태의 신생혈관성 AMD (예를 들어, 위축성 질환, 섬유증, 반흔 등)의 결과로서 시각 상실의 위험이 있는 환자에서 신생혈관성 AMD를 치료하는 데 사용될 수 있다.
본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 건성에서 신생혈관성 AMD로의 진행의 치료 및 예방을 필요로 하는 환자, 신생혈관성 AMD의 위험이 있는 환자, 또는 건성에서 신생혈관성 AMD로의 진행의 결과로서 시각 상실의 위험이 있는 환자에서 건성에서 신생혈관성 AMD로의 진행을 치료 및 예방하는 데 사용될 수 있다.
본원에 기재된 조성물, 제제 및 방법은 이미 망막 정맥 폐쇄 (RVO)를 갖고 있는 환자, RVO의 위험이 있는 환자, RVO의 진행 위험이 있는 환자, 또는 진행성 형태의 RVO (예를 들어, 황반 부종, 망막 비관류, 망막 출혈, 망막 허혈, 망막 또는 안구 신생혈관화, 망막 위축, 유리체 출혈 등)의 결과로서 시각 상실의 위험이 있는 환자를 포함한, RVO의 치료를 필요로 하는 환자에서 RVO를 치료하는 데 사용될 수 있다.
미토 XR의 이식물은 방출 및 세포 효능에 대한 시험관내 연구 및 독성학, 약동학 (PK) 및 효능에 대한 생체내 연구에 의해 특징화되며, 이는 망막 질환에 걸린 인간 및 동물에서의 임상 용도를 위한 그의 잠재적 유용성을 입증한다.
이식물로부터의 생물활성 약물의 방출은 다상 콜로이드성 현탁액의 분산 매질 내의 유리 미결합된 MTT-전구약물의 주위 안구 생리학적 환경으로의 확산 및 신체의 조직 구획 내의 (즉, 유리체 내의 또는 안구주위 조직 내의) 천연 효소를 통한 공유 결합의 절단에 의한 전구약물로부터의 활성 MTT의 방출에 의존한다. 대안적으로, 전구약물로부터의 활성 MTT의 방출은 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로 방출되는 MTT-전구약물의 가수분해에 의해 발생할 수 있다.
국소 안구 투여를 위한 치료 조성물은 본원에 기재된 임의의 MTT-전구약물을 포함할 수 있으며, 여기서 MTT-전구약물의 접합 모이어티는 선택된 상용성 복합체화 작용제와 비공유 상호작용 (복합체)을 형성하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하고, 이는 이어서 소수성 분산 매질 내에 혼입 및 혼합되어 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 접합 모이어티, 복합체화, 및 다상 콜로이드성 현탁액 내의 복합체 미립자의 안정한 분산의 조합 효과는 활성 MTT 약물의 물리화학적 특성을 변경시키고, 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로의 방출에 이용가능한 유리 MTT-전구약물의 양을 제한하고, 유리 약물 및 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 물의 접근을 제한하여, 목적하는 질환 치료 지속기간 동안 치료 수준의 활성 약물의 지속 방출 및 연속적, 예측가능한 노출을 용이하게 한다.
또한, 분산 매질 내에서 전구약물의 접합 모이어티와 복합체화 작용제 사이의 비공유 상호작용을 용이하게 하고 분산 매질 내에서 유리 MTT-전구약물의 양을 제한하는 작용을 하는 불활성 접합 모이어티에 공유 연결된 생물활성 MTT를 포함하는 MTT-전구약물을 사용함으로써 눈 안 및 눈 주위에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법이 본원에 기재된다.
일반적으로, 눈 안 또는 눈 주위에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법은 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 활성 약물의 충분히 높은 지속 망막 및 RPE 조직 수준을 생성하는 미토 XR의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사를 특이적으로 가능하게 하여 이들 질환의 병리학적 특색을 변형시키는 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여함으로써, 타원체 구역을 비롯한 감각신경 망막 구조를 치료 또는 보존하거나, RPE 이형성, RPE-연관 세포외 매트릭스 조절이상, 비정상적 RPE 대사, RPE하 침착물 및/또는 드루젠 침착물을 치료하는 방법이 기재된다.
또한, 활성 약물의 충분히 높은 지속 안구 조직 수준을 생성하는 미토 XR의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사를 특이적으로 가능하게 하여 관련 안구 조직의 기능을 개선시키는 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여함으로써, 망막 및 안구 질환을 갖는 환자에서 시각을 개선시키거나 또는 시각 상실을 예방하는 방법이 기재된다.
또한, 활성 약물의 충분히 높은 지속 망막 및 RPE 조직 수준을 생성하는 미토 XR의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사를 특이적으로 가능하게 하여 세포 건강을 회복시키고, 세포 사멸을 제한하고, 생명 조직의 진행성 손실을 방지하는 본원에 기재된 임의의 치료 조성물을 투여함으로써, 위축성 망막 질환, 예를 들어 지도형 위축의 발병 또는 진행을 예방하는 방법이 기재된다.
임의의 이들 방법에서, 활성 MTT는 눈의 유리체 또는 다른 조직 내에 존재하는 에스테라제에 의한 전구약물의 절단을 통해 방출될 수 있다. 활성 미토콘드리아 표적화된 펩티드는 가수분해 또는 생물활성 미토콘드리아-표적화된 펩티드 약물의 방출을 일으키는 다른 반응을 통해 방출될 수 있다. 방출된 생물활성 MTT 약물은 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe-OH, 또는 표 1의 목록에 개시된 임의의 MTT (서열식별번호: 1-635)일 수 있다.
투여는 미토 XR 이식물의 주사를 통한 국부 안구 투여를 포함할 수 있다.
미토 XR은 유리체내 (IVT), 안구주위, 테논낭하, 결막하 또는 전방내 경로를 사용하여 눈에 투여될 수 있다. 투여는 볼루스 양식으로서의 미토 XR의 제제를 눈의 유리체에 주사하는 것을 포함할 수 있다.
투여는 지속 방출 약물 제제 장치의 양식으로서의 미토 XR 이식물 내의 전구약물의 제제 (다상 콜로이드성 현탁액)를 주사하는 것을 포함할 수 있다. 연장 방출 약물 전달 시스템은 생침식성 또는 비-생침식성 이식물을 눈의 유리체 내로 전달하는 것을 포함할 수 있다.
임의의 이들 방법은 미토 XR을 대상체의 눈에 투여하는 데 1-12개월의 치료 간격을 포함할 수 있다. 방법은 건성 연령-관련 황반 변성 (AMD), 습성 AMD, 당뇨병성 망막병증 (DR), 망막 정맥 폐쇄 (RVO), 색소성 망막염 (RP), 녹내장, 시신경 질환을 포함한 망막 및 시신경 질환을 치료하는 방법, 또는 망막 및/또는 시신경의 신경보호를 위한 방법일 수 있다.
방법은 혈관 내피 성장 인자의 억제, 보체 억제, 또는 항염증 약물, 예컨대 코르티코스테로이드의 투여를 비롯한 다른 치료 양식과 함께 사용될 수 있다.
대상체의 눈에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법은, 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 방출 속도보다 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체의 눈에서 RPE 이형성 또는 RPE하 침착물을 치료하는 방법은, 치료 시작 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 방출 속도보다 크고, 추가로 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체에서 시각 상실을 치료하는 방법은, 치료 개시 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 방출 속도보다 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
대상체에서 위축성 망막 질환의 발병 또는 진행을 예방하는 방법은, 치료 개시 시에 대상체의 눈에 미토 XR의 제제에 혼입된 MTT-전구약물을 전달하는 단계; 및 전구약물의 공유 결합을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로; 후속적으로 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 활성 MTT를 눈으로 방출하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 버스트 상 속도는 정상 상태 방출 속도보다 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 후속 상 (제2 상, 및 일부 경우에 제2 및 제3 상)은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장된다.
XRDDS의 또 다른 실시양태는 체류 비히클 내에 제제화된 MTT (엘라미프레티드 포함), MTT-전구약물 및 MTT-전구약물-복합체 미립자를 포함한다. 체류 비히클은 액체 또는 반고체 물질이고, 여기서 비히클은 체류 비히클로부터의 약물 물질의 방출을 제한하거나 또는 한정하는 방식으로 약물 물질과의 상호작용을 위한 그의 물리화학적 특성에 기초하여 선택된다. 예는 수중유 에멀젼, 유중수 에멀젼, 점성 젤라틴, 히드로겔 및 점성 콘드로이틴 술페이트를 포함하나 이에 제한되지는 않으며, 이들 모두는 MTT (엘라미프레티드 포함) MTT-전구약물 및 MTT-전구약물-복합체 미립자를 제제화하는 데 사용될 수 있다. 체류 비히클-기반 XRDDS는 MTT-전구약물 또는 MTT-전구약물-복합체 미립자의 안정한 분산에 대한 어떠한 요건도 갖지 않고, 약물 방출은 체류 비히클과 약물 물질의 상호작용에 의해 결정되며, 여기서 체류 비히클은 비히클로부터 안구 생리학적 환경으로의 확산을 지연시키거나 또는 둔화시킨다. 이들 특성은 MTT-전구약물-복합체 미립자가 침강 또는 이동 없이 안정하게 분산되어 있는 다상 콜로이드성 현탁액 XRDDS 중 MTT-전구약물의 예와 상이하며, 분산 매질이 이식물로부터의 MTT-전구약물의 확산을 방해하거나 또는 둔화시킬 필요는 없다.
XRDDS의 또 다른 실시양태는 수동-방출, 생침식성 제제 전략인 담체-기반 XRDDS 내에 제제화된 MTT (엘라미프레티드 포함), MTT-전구약물 및 MTT-전구약물-복합체 미립자를 포함한다. 담체-기반 XRDDS는 특정 담체에 물리적으로 포획되도록 설계되지만, 이어서 시스템은 유리 약물을 방출하기 위해 XRDDS 내 고유한 메카니즘으로부터가 아닌 조직과의 상호작용을 통해 분해되어야 한다. 일부 실시양태에서, 담체 제제는 조직으로부터 약물을 구획화하는 단일 장치를 포함한다. 예는 중합체-기재 막대 또는 다른 형상 (막대로 압출되거나 상이한 형상으로 성형된 화학 물질에 포획된 약물), 주사가능한 점성 중합체 또는 중합체-기재 막대 또는 다른 형상으로 제제화된, PLGA, 및 약물이 중합체 내에 포획된 다른 가교성 기재를 포함하는 광중합성 또는 광-가교된 블록 중합체, 중합체-기재 마이크로입자 (약물을 포획하기 위해 작은 블록 중합체의 화학적 공유 가교를 필요로 함), 약물을 포획하기 위해 초음파처리된 리포솜 (수중인지질 에멀젼)을 포함하나 이에 제한되지는 않으며, 이들 모두는 MTT (엘라미프레티드 포함), MTT-전구약물, 및 MTT-전구약물-복합체 미립자를 제제화하는 데 사용될 수 있다. 모든 담체-기반 시스템의 공통적인 특색은 약물이 담체 물질 내에 포획된다는 것이며; 담체가 분해, 용해 또는 달리 파괴됨에 따라, 유리 약물이 조직 내로 방출된다. 이는 조직 미세환경에 의해 제공되는 화학적 또는 효소적 반응을 필요로 할 수 있다. 또한, 분해 동안 담체 시스템에서 생성된 결함은 미세환경으로부터 물에 접근할 수 있게 하고, 이는 약물 물질의 방출을 추가로 촉진한다. 담체-기반 시스템은, 소수성 분산 매질을 갖고 따라서 시스템에 물이 들어가는 것을 방지하는 다상 콜로이드성 현탁액과 상이하다. 추가로, 다상 콜로이드성 현탁액에서는, 이식물로부터 MTT-전구약물을 방출시키기 위해 조직과의 상호작용을 통해 분해되는 복합체화-기반 XRDDS에 대한 필요성이 없다. 방출 동역학은 약물 포획된 복합체화-기반 XRDDS에 의해 결정되지 않는다. 유리 약물은 분산 매질 중에 존재하고, 다상 콜로이드성 현탁액에 대한 방출 동역학은 소수성 및 발수성인 무손상 시스템으로부터의 약물의 확산에 의해 결정된다.
선택된 MTT-전구약물을 복합체화 작용제 미립자와 혼합하여 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는, 미토 XR의 제조 방법이 본원에 기재된다. 이어서, 1종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자(들)를 첨가하고, 선택된 분산 매질에 혼입시켜 안정한 다상 콜로이드성 현탁액을 형성한다. 생성된 MTT-전구약물, 복합체화 작용제 및 분산 매질의 제제는 미토 XR의 이식물을 형성한다.
Kd의 특성은 주어진 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 결합력의 척도이고, 주어진 분산 매질 중 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 MTT-전구약물의 미결합-결합 분율로서 정의된다. 특정 Kd 값은 본원에 기재된 바와 같은 명시된 방출 검정에 의해 측정될 수 있다.
이식물로부터의 MTT-전구약물의 방출의 조절은 분산 매질 내의 미결합 분율에 의해 결정되며, 이는 결국 특정 분산 매질 내의 주어진 복합체화 작용제에 대한 미결합된 대 결합된 MTT-전구약물의 비로 정의되는 Kd에 의해 결정된다. 특정한 MTT-전구약물-복합체 미립자에 대한 Kd의 지식은 전구약물-복합체화 작용제의 특정한 조합의 선택을 가능하게 하여 사전명시된 방출 동역학 프로파일을 달성한다. 다상 콜로이드성 현탁액 중 1종 초과의 복합체화 작용제의 포함은 시간 경과에 따른 분산 매질 내의 약물의 미결합 분율 및 이에 따른 시스템의 방출 동역학을 조절하는 데 사용될 수 있다 (도 35a-35e 및 36 참조).
예를 들어, 미토 XR의 일부 제제에서, 제1 상 및 제2 상의 방출이 있을 수 있으며, 여기서 제1 상 동안 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 방출이 증가되고, 후속적으로 제2 상 동안 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 방출이 더 낮다 (도 36 참조). 이 제제는 2종의 상이한 MTT-전구약물-복합체 미립자의 조합에 의해 달성될 수 있으며, 여기서 하나의 복합체 미립자는 제1 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 낮은 친화도를 반영하는 높은 Kd를 갖고, 제2 복합체 미립자는 제2 복합체화 작용제에 대한 MTT-전구약물의 높은 친화도를 반영하는 낮은 Kd를 갖는다. 이 설정에서, 방출의 제1 상은 보다 높은 Kd (낮은 친화도) 미립자로부터의 MTT-전구약물 방출의 보다 빠른 속도인 "버스트"일 수 있고, 방출의 제2 상은 보다 낮은 Kd (보다 높은 친화도) 미립자로부터의 MTT-전구약물 방출의 보다 느린 정상 상태이다. 이러한 방식으로, 상이한 MTT-전구약물-복합체 미립자를 목적하는 비 및 비율로 특이적으로 선택 및 조합하여 미토 XR 제제로부터의 MTT-전구약물 방출의 사전명시된 동역학적 프로파일을 달성할 수 있다.
이러한 예에서, 선택된 분산 매질에 혼입된 2종 이상의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 조합에 대한 조합 효과는, 미토 XR 이식물 내에 혼입 및 분산된 개별 약물-복합체화 작용제 미립자 성분으로부터의 방출 속도의 적분에 기초하여 2개 이상의 상에서의 MTT의 방출이다.
생체내 유리체 농도에서 미토 XR에 의해 달성되는 실제 방출 동역학은 1개월 이상의 연장 방출 기간 동안 EC50을 충족시키거나 초과할 수 있다. EC50은, 미토콘드리아 기능장애의 구체적 판독에 의해, 기존 미토콘드리아 기능장애의 역전 및 신규 발병 미토콘드리아 기능장애의 예방 둘 다에 대해 측정된 미토콘드리아 기능장애의 감소에 대한 최대 반응의 50%를 달성하는 MTT-전구약물 화합물의 농도를 반영한다.
본원에 기재된 연장 방출 약물 전달 시스템에서, 주어진 방출 지속기간 및 총 페이로드에 대해 목적하는 표적 방출 프로파일을 달성하는 특정 제제는 수학식에 의해 맞춤 설계되고, 후속적으로 반복 정밀화에 의해 구축될 수 있다. 별개의 Kd 값을 갖는 "약물-복합체" 미립자의 2개 이상의 세트는 상이한 비 및 양으로 조합되어, 개별 Kd 값을 고려하고 분산 매질 중에서 조합되는 경우에 약물-복합체 미립자의 개별 세트의 약물 방출 속도를 통합하는 수학식을 사용하여, 표적 약물 동역학적 방출 프로파일 (즉, 1일 약물 방출 속도)을 구체적으로 설계, 맞춤화 및 "조정"할 수 있다. 표적 방출 프로파일은 주어진 약물 페이로드에 대한 방출 동역학의 하나 이상의 상 및 약물 방출의 목적하는 지속기간으로 설계될 수 있다.
예를 들어, 도 35a-35e는 생물활성 미토콘드리아 표적화된 약물에 대한 목적하는 약물 방출 동역학 프로파일을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템 (XRDDS) 이식물의 설계 및 구축에 대한 이론적 기초를 예시한다. 초기에, 로그 변환에 의해 선형화된 이 도시 (도 35a)에서의 이론적 약동학적 방출 곡선 (즉, 표적 방출 프로파일)은 목적하는 초기 버스트 상 및 후속 정상 상태 방출 상을 나타내도록 설계되어, 최종 연장 방출 약물 전달 시스템 이식물에서 목적하는 1일 방출 속도, 총 전달 지속기간, 및 약물 페이로드를 제공한다. 반복 과정은 전구약물 및 그의 접합 모이어티의 물리화학적 특성에 기초하여 전구약물의 특정한 접합 모이어티와 비공유 상호작용을 형성할 것으로 예상되는 복합체화 작용제의 2 또는 3종의 상이한 부류로부터 특정 구성원 화합물을 확인하기 위해 수행된다. 각각의 약물-복합체화 작용제를 먼저 초기 양 및 비로 조합하고, 이어서 약물-복합체 미립자를 혼합하고, 제안된 분산 매질 내에 혼입한다. 약물-복합체-매질 시스템을 "싱크" 조건에 넣고, 약물-복합체 쌍의 2종의 특성을 측정하였다: 제1일, 제3일, 제7일, 제14일 및 제21일의 Kd (미결합 분율) (버스트 및 일반적 결합력의 우수한 지표); 및 방출 동역학 (시간 경과에 따라 방출된 약물의 초기 페이로드의 %), 여기서, Kd1은 약물-복합체 1에 상응하고, Kd2는 약물-복합체 2에 상응함 (각각 도 35c1 및 35c2).
이어서, 곡선 피팅을 각각의 약물-복합체의 방출 곡선에 적용한 후, 선형화된 곡선을 풀어 미리 결정된 목적하는 복합 표적 생성물 프로파일을 충족하는 방출 동역학을 제공하는 (2 또는 3개의 특정 약물-복합체 쌍의) 올바른 조합을 결정한다 (도 35d).
도 35d에 도시된 바와 같이, 2개 또는 3개의 약물-복합체 쌍의 조합을 함유하는 상기 "이론적으로 설계된" 제제는 이어서 제제화되고, 실제 방출 동역학에 대해 시험된다. 필요한 경우, 2-3개의 선택된 약물-복합체 쌍의 비는 최종 방출 동역학이 미리 결정된 표적 생성물 방출 프로파일을 충족시킬 때까지 반복적으로 재조정될 수 있다 (도 35e).
일부 경우에, 제2 또는 제3 약물-복합체 쌍에 대해, 생물활성 약물은 상이한 접합 모이어티에 공유 연결되어 상이한 전구약물 구조를 형성할 수 있고, 복합체화 작용제는 쌍 사이의 상이한 접합 모이어티 및 상이한 복합체화 작용제 둘 다에 기초하여 제1의 것과 구분되는 약물-복합체 쌍의 별개의 Kd 값, 즉 Kd1 및 Kd2를 가질 수 있다.
대안적으로, 일부 경우에, 전구약물의 접합 모이어티는 제1 및 제2 약물-복합체 쌍 사이에서 상이할 수 있지만, 복합체화 작용제는 쌍 사이의 상이한 접합 모이어티에 기초하여 약물-복합체 쌍의 별개의 Kd 값, 즉 Kd1 및 Kd2가 동일할 수 있다.
복합 연장 방출 약물 전달 시스템은 유리 MTT-전구약물의 시스템으로부터의 조직으로의 방출을 조절하는 MTT-전구약물의 물리화학적 특성을 위해 설계 및 맞춤화되며, 여기서 전구약물은 에스테라제에 의해 또는 가수분해에 의해 절단되어 활성 MTT를 방출한다.
2-상 방출 동역학을 갖는 미토 XR의 제제에서, 유리체 내 MTT-전구약물의 농도는 초기 버스트 상 동안 역전 EC50을 초과하고, 후속적으로 제2 (정상 상태) 상 동안 예방 EC50을 초과할 수 있으며, 방출 동역학, 특정 MTT-전구약물-복합체 미립자의 선택, 상이한 미립자 조합의 특정 비 및 농도, 및 미토 XR 제제 중 MTT-전구약물의 총 페이로드는 약물 방출의 목적하는 지속기간 동안 이러한 설계된 방출 동역학을 달성하도록 선택될 수 있다. 2-상 방출 동역학은 기존 질환 징후를 역전시키기 위한 약물 방출의 "부하 용량" 상 및 질환 징후의 재발을 방지하기 위한 약물 방출의 후속 "유지" 상에 바람직할 수 있다.
단일상 방출 동역학을 갖는 미토 XR의 제제에서, 유리체 내 MTT-전구약물의 농도는 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대한 EC50을 초과할 수 있다.
3-상 방출 동역학을 갖는 미토 XR의 제제에서, 유리체 내 MTT-전구약물의 농도는 제1 상 동안 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대한 EC50을 초과할 수 있으며, 제2 상 동안 정상 상태 방출에 대해 미토콘드리아 기능장애의 예방에 대한 EC50을 초과할 수 있고, 제3 후기-버스트 상 동안 미토콘드리아 기능장애의 역전에 대한 EC50을 초과할 수 있다. 후기 "버스트"의 제3 상을 갖는 3-상 방출 동역학은 속성내성으로 인해 또는 세포 미토콘드리아 기능장애 및/또는 망막 또는 RPE 질환의 증가된 촉발인자 또는 유도인자로 인해 약물의 효력의 손실이 있는 설정에 바람직할 수 있다.
예를 들어, 도 36은 본원에 기재된 바와 같이 각각 상이한 접합 모이어티를 갖는 복합체화-기반 XRDDS 내의 EY005 전구약물의 2개의 별개의 제제: EY005-옥타데실 (제제 1) 및 EY005-8-mer 펩티드 (제제 2)의 예에 대한 방출 동역학을 예시한다. 도 36에 도시된 바와 같이, 제제 1 및 제제 2는 둘 다 2-상 동역학을 가졌고, 초기 버스트, 및 이어서 보다 선형의 방출을 갖는다. 그러나, 제제 1은 보다 긴 초기 조기 버스트를 가졌으며, 이는 120-일 지속성을 생성한 반면에, 제제 2는 보다 짧은 초기 버스트 및 보다 긴 정상 상태 방출 상을 가졌으며, 이는 210일의 방출을 생성하였다.
관계식 Css = 방출 속도/클리어런스 및 반감기 (t1/2)를 이용하여 연장 방출 약물 전달 시스템 이식물의 대략적인 목적하는 1일 방출 속도 및 약물 페이로드를 계산할 수 있다.
예로서, 대략 100 μg의 약물 페이로드는 1일에 ~200-500 ng의 방출 속도로 6-8개월의 효능 및 지속성을 달성할 수 있다. 2-상 방출 동역학은 1개월 동안의 초기 버스트 (망막에 약물을 로딩함), 이어서 5-7개월의 정상 상태 방출을 포함할 수 있다. 이어서, 전구약물 화합물의 확산을 제한하기 위해, 선택된 전구약물의 접합 모이어티와 유리하게 상호작용할 것으로 예상되는 복합체화 작용제가 선택되고, 연장 방출 약물 전달 시스템의 튜브 이식물 또는 볼루스 양식 내로 혼입될 것이다 (예를 들어, 도 33a 및 33b 참조).
다상 콜로이드성 현탁액은 유동성 볼루스 이식물 (도 33a), 특정 크기 및 형상의 고체 금형, 또는 생침식성 또는 비-생침식성 슬리브 또는 외부 커버링을 충전하여 튜브 이식물을 형성하는 반고체 (도 33b)를 포함한, 유리체 내로 주사될 수 있는 복합체화-기반 연장 방출 약물 전달 시스템의 여러 양식 중 하나로서 제제화될 수 있다 (도 33 및 34). 일부 예에서, 튜브는 그 자체가 연장 방출 약물 전달 시스템으로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 튜브는 안구 조직과 상용성인 생분해성 중합체 (예를 들어, 폴리(락트산-코-글리콜산) PLGA)로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 튜브는 MTT-전구약물의 방출을 위해 개방된 한쪽 또는 양쪽 말단을 가질 수 있다. 튜브는 도 34 (우측)에 도시된 바와 같이 바늘 또는 캐뉼라를 통해 유리체 내로, 또는 안구주위 조직 내로 주사될 수 있다. 일부 예에서, MTT-전구약물이 혼입된 연장 방출 약물 전달 시스템은 형상으로 성형될 수 있다 (도 33c).
상기 개념 및 하기에 보다 상세히 논의된 추가의 개념의 모든 조합은 (이러한 개념이 상호 모순되지 않는 한) 본원에 개시된 본 발명의 대상의 일부인 것으로 고려되고, 본원에 기재된 이익을 달성하는 데 사용될 수 있음을 인지하여야 한다.
본원에 기재되고/거나 예시된 공정 파라미터 및 단계의 순서는 단지 예로서 주어지며, 목적하는 바에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본원에 예시되고/거나 기재된 단계가 특정한 순서로 제시되거나 논의될 수 있지만, 이들 단계가 반드시 예시되거나 논의된 순서로 수행될 필요는 없다. 본원에 기재되고/거나 예시된 다양한 예시적인 방법은 또한 본원에 기재되거나 또는 예시된 단계 중 하나 이상을 생략할 수 있거나, 또는 개시된 것 이외의 추가의 단계를 포함할 수 있다.
특색 또는 요소가 본원에서 또 다른 특색 또는 요소 "상에" 존재하는 것으로 지칭되는 경우, 이는 다른 특색 또는 요소 상에 직접 존재할 수 있거나 또는 개재 특색 및/또는 요소가 또한 존재할 수 있다. 대조적으로, 특색 또는 요소가 또 다른 특색 또는 요소 "바로 위에" 있는 것으로 지칭되는 경우, 개재 특색 또는 요소가 존재하지 않는다. 또한, 특색 또는 요소가 또 다른 특색 또는 요소에 "연결되거나", "부착되거나" 또는 "커플링되는" 것으로 지칭되는 경우, 이는 다른 특색 또는 요소에 직접적으로 연결되거나, 부착되거나 또는 커플링될 수 있거나, 또는 개재 특색 또는 요소가 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 대조적으로, 특색 또는 요소가 또 다른 특색 또는 요소에 "직접적으로 연결되거나", "직접적으로 부착되거나" 또는 "직접적으로 커플링되는" 것으로 지칭되는 경우, 개재 특색 또는 요소가 존재하지 않는다. 한 실시양태와 관련하여 기재되거나 또는 제시되었지만, 이와 같이 기재되거나 또는 제시된 특색 및 요소는 다른 실시양태에 적용될 수 있다. 또한, 관련 기술분야의 통상의 기술자는 또 다른 특색에 "인접하여" 배치되는 구조 또는 특색에 대한 언급이 인접한 특색과 중첩되거나 또는 그 아래에 놓이는 부분을 가질 수 있음을 인지할 것이다.
본원에 사용된 용어는 단지 특정한 실시양태를 기재하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 본원에 사용된 단수 형태는, 문맥이 달리 명백하게 나타내지 않는 한, 복수 형태를 또한 포함하는 것으로 의도된다. 추가로, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특색, 단계, 작업, 요소 및/또는 성분의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특색, 단계, 작업, 요소, 성분 및/또는 그의 군의 존재 또는 부가를 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다. 본원에 사용된 용어 "및/또는"은 연관되어 열거된 항목 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합을 포함하고, "/"로 약칭될 수 있다.
"아래에", "하에", "하부", "위에", "상부" 등과 같은 공간적 상대 용어는 도면에 도시된 바와 같은 하나의 요소 또는 특색의 또 다른 요소(들) 또는 특징(들)과의 관계를 기재하는 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향 이외에도, 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 배향을 포함하는 것으로 의도됨을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면에서 장치가 뒤집히면, 다른 요소 또는 특색의 "아래" 또는 "바로 아래"에 기재된 요소는 다른 요소 또는 특색의 "위"로 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래 배향 둘 다를 포괄할 수 있다. 장치는 달리 배향될 수 있고 (90도 또는 다른 배향으로 회전됨), 본원에 사용된 공간적으로 상대적인 기술어는 그에 따라 해석된다. 유사하게, 용어 "상향", "하향", "수직", "수평" 등은 달리 구체적으로 나타내지 않는 한 단지 설명의 목적으로 본원에서 사용된다.
용어 "제1" 및 "제2"가 다양한 특색/요소 (단계 포함)를 기재하기 위해 본원에서 사용될 수 있지만, 문맥이 달리 나타내지 않는 한, 이들 특색/요소는 이들 용어에 의해 제한되지 않아야 한다. 이들 용어는 하나의 특징/요소를 또 다른 특징/요소와 구별하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 하기에서 논의되는 제1 특색/요소는 제2 특색/요소로 지칭될 수 있고, 유사하게, 하기 논의되는 제2 특색/요소는 본 발명의 교시로부터 벗어나지 않으면서 제1 특색/요소로 지칭될 수 있다.
본 명세서 및 하기 청구범위 전반에 걸쳐, 문맥상 달리 요구되지 않는 한, 단어 "포함하다" 및 변형어, 예컨대 "포함한다" 및 "포함하는"은 다양한 성분이 방법 및 물품 (예를 들어, 장치 및 방법을 포함하는 조성물 및 장치)에서 공동-연합되어 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 용어 "포함하는"은 임의의 언급된 요소 또는 단계의 포함을 의미하지만 임의의 다른 요소 또는 단계의 배제를 의미하지는 않는 것으로 이해될 것이다.
일반적으로, 본원에 기재된 임의의 장치 및 방법은 포괄적인 것으로 이해되어야 하지만, 구성요소 및/또는 단계의 전부 또는 하위세트는 대안적으로 배타적일 수 있고, 이는 다양한 구성요소, 단계, 하위-구성요소 또는 하위-단계로 "이루어진" 또는 다르게는 "본질적으로 이루어진" 것으로 표현될 수 있다.
실시예에서 사용되는 것을 포함하여 명세서 및 청구범위에서 본원에 사용된 바와 같이, 달리 명백하게 명시되지 않는 한, 모든 숫자는 해당 용어가 명백하게 나타나지 않더라도 단어 "약" 또는 "대략"이 선행하는 것처럼 해석될 수 있다. 어구 "약" 또는 "대략"은 기재된 값 및/또는 위치가 값 및/또는 위치의 합리적인 예상 범위 내에 있음을 나타내기 위해 크기 및/또는 위치를 기재할 때 사용될 수 있다. 예를 들어, 수치 값은 언급된 값 (또는 값의 범위)의 +/- 0.1%, 언급된 값 (또는 값의 범위)의 +/- 1%, 언급된 값 (또는 값의 범위)의 +/- 2%, 언급된 값 (또는 값의 범위)의 +/- 5%, 언급된 값 (또는 값의 범위)의 +/- 10% 등인 값을 가질 수 있다. 본원에 주어진 임의의 수치는 또한, 문맥이 달리 나타내지 않는 한, 약 또는 대략의 그 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "약 10"이 또한 개시된다. 본원에 언급된 임의의 수치 범위는 그에 포함된 모든 하위-범위를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 적절하게 이해되는 바와 같이, 값이 그 값 "이하"인 것으로 개시된 경우, "그 값 이상" 및 값들 사이의 가능한 범위가 또한 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 값 "X"가 개시되는 경우, "X 이하" 뿐만 아니라 "X 이상" (예를 들어, 여기서 X는 수치임)이 또한 개시된다. 또한, 출원 전반에 걸쳐, 데이터는 다수의 상이한 포맷으로 제공되고, 이 데이터는 종점 및 출발점, 및 데이터 포인트의 임의의 조합에 대한 범위를 나타내는 것으로 이해된다. 예를 들어, 특정한 데이터 포인트 "10" 및 특정한 데이터 포인트 "15"가 개시된 경우, 10 및 15 초과, 이상, 미만, 이하, 및 그와 동일한 것 뿐만 아니라 10 내지 15가 개시된 것으로 간주되는 것으로 이해된다. 또한, 2개의 특정한 유닛 사이의 각각의 유닛이 또한 개시된 것으로 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되면, 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.
다양한 예시적 실시양태가 상기 기재되었지만, 청구범위에 의해 기재된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 실시양태에 대해 임의의 다수의 변화가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 다양한 기재된 방법 단계가 수행되는 순서는 종종 대안적 실시양태에서 변경될 수 있고, 다른 대안적 실시양태에서 하나 이상의 방법 단계가 완전히 생략될 수 있다. 다양한 장치 및 시스템 실시양태의 임의적인 특색이 일부 실시양태에는 포함될 수 있고, 다른 실시양태에서는 그렇지 않을 수 있다. 따라서, 상기 설명은 주로 예시적 목적을 위해 제공되며, 청구범위에 제시된 바와 같은 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본원에 포함된 예 및 예시는, 제한이 아닌 예시로서, 대상이 실시될 수 있는 구체적 실시양태를 나타낸다. 언급된 바와 같이, 다른 실시양태가 이용될 수 있고 그로부터 유래될 수 있으며, 따라서 본 개시내용의 범주로부터 벗어나지 않으면서 구조적 및 논리적 대체 및 변화가 이루어질 수 있다. 본 발명의 대상의 이러한 실시양태는, 하나 초과가 실제로 개시된 경우, 단지 편의를 위해 그리고 본 출원의 범주를 임의의 단일 발명 또는 발명의 개념으로 자발적으로 제한하려는 의도 없이, 본원에서 개별적으로 또는 집합적으로 용어 "발명"으로 지칭될 수 있다. 따라서, 구체적 실시양태가 본원에 예시 및 기재되었지만, 동일한 목적을 달성하는 것으로 계산되는 임의의 배열이 제시된 구체적 실시양태를 대체할 수 있다. 본 개시내용은 다양한 실시양태의 임의의 및 모든 개조 또는 변형을 포괄하도록 의도된다. 상기 실시양태 및 본원에서 구체적으로 기재되지 않은 다른 실시양태의 조합은 상기 상세한 설명의 검토 시 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
SEQUENCE LISTING <110> EYEDEA BIO, LLC Garcia, Andres Liu, Xunpei <120> INTRAVITREAL MITOCHONDRIAL-TARGETED PEPTIDE PRODRUGS AND METHODS OF USE <130> 14817-700.600 <150> US 63,195,697 <151> 2021-06-01 <160> 635 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <400> 1 000 <210> 2 <400> 2 000 <210> 3 <400> 3 000 <210> 4 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <400> 4 Tyr Lys Phe Arg 1 <210> 5 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <400> 5 Tyr Lys Phe Lys 1 <210> 6 <400> 6 000 <210> 7 <400> 7 000 <210> 8 <400> 8 000 <210> 9 <400> 9 000 <210> 10 <400> 10 000 <210> 11 <400> 11 000 <210> 12 <400> 12 000 <210> 13 <400> 13 000 <210> 14 <400> 14 000 <210> 15 <400> 15 000 <210> 16 <400> 16 000 <210> 17 <400> 17 000 <210> 18 <400> 18 000 <210> 19 <400> 19 000 <210> 20 <400> 20 000 <210> 21 <400> 21 000 <210> 22 <400> 22 000 <210> 23 <400> 23 000 <210> 24 <400> 24 000 <210> 25 <400> 25 000 <210> 26 <400> 26 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318 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <220> <221> MISC_FEATURE <222> (2)..(2) <223> D-Arginine <400> 318 Tyr Arg Phe Lys 1 <210> 319 <400> 319 000 <210> 320 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <220> <221> MISC_FEATURE <222> (2)..(2) <223> D-Arginine <400> 320 Phe Arg Phe Lys 1 <210> 321 <400> 321 000 <210> 322 <400> 322 000 <210> 323 <400> 323 000 <210> 324 <400> 324 000 <210> 325 <400> 325 000 <210> 326 <400> 326 000 <210> 327 <400> 327 000 <210> 328 <400> 328 000 <210> 329 <400> 329 000 <210> 330 <400> 330 000 <210> 331 <400> 331 000 <210> 332 <400> 332 000 <210> 333 <400> 333 000 <210> 334 <400> 334 000 <210> 335 <400> 335 000 <210> 336 <400> 336 000 <210> 337 <400> 337 000 <210> 338 <400> 338 000 <210> 339 <400> 339 000 <210> 340 <400> 340 000 <210> 341 <400> 341 000 <210> 342 <400> 342 000 <210> 343 <400> 343 000 <210> 344 <400> 344 000 <210> 345 <400> 345 000 <210> 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tetrapeptide <400> 463 Lys Tyr Lys Phe 1 <210> 464 <400> 464 000 <210> 465 <400> 465 000 <210> 466 <400> 466 000 <210> 467 <400> 467 000 <210> 468 <400> 468 000 <210> 469 <400> 469 000 <210> 470 <400> 470 000 <210> 471 <400> 471 000 <210> 472 <400> 472 000 <210> 473 <400> 473 000 <210> 474 <400> 474 000 <210> 475 <400> 475 000 <210> 476 <400> 476 000 <210> 477 <400> 477 000 <210> 478 <400> 478 000 <210> 479 <400> 479 000 <210> 480 <400> 480 000 <210> 481 <400> 481 000 <210> 482 <400> 482 000 <210> 483 <400> 483 000 <210> 484 <400> 484 000 <210> 485 <400> 485 000 <210> 486 <400> 486 000 <210> 487 <400> 487 000 <210> 488 <400> 488 000 <210> 489 <400> 489 000 <210> 490 <400> 490 000 <210> 491 <400> 491 000 <210> 492 <400> 492 000 <210> 493 <400> 493 000 <210> 494 <400> 494 000 <210> 495 <400> 495 000 <210> 496 <400> 496 000 <210> 497 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <400> 497 Arg Tyr Arg Phe 1 <210> 498 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <400> 498 Arg Tyr Lys Phe 1 <210> 499 <400> 499 000 <210> 500 <400> 500 000 <210> 501 <400> 501 000 <210> 502 <400> 502 000 <210> 503 <400> 503 000 <210> 504 <400> 504 000 <210> 505 <400> 505 000 <210> 506 <400> 506 000 <210> 507 <400> 507 000 <210> 508 <400> 508 000 <210> 509 <400> 509 000 <210> 510 <400> 510 000 <210> 511 <400> 511 000 <210> 512 <400> 512 000 <210> 513 <400> 513 000 <210> 514 <400> 514 000 <210> 515 <400> 515 000 <210> 516 <400> 516 000 <210> 517 <400> 517 000 <210> 518 <400> 518 000 <210> 519 <400> 519 000 <210> 520 <400> 520 000 <210> 521 <400> 521 000 <210> 522 <400> 522 000 <210> 523 <400> 523 000 <210> 524 <400> 524 000 <210> 525 <400> 525 000 <210> 526 <400> 526 000 <210> 527 <400> 527 000 <210> 528 <400> 528 000 <210> 529 <400> 529 000 <210> 530 <400> 530 000 <210> 531 <400> 531 000 <210> 532 <400> 532 000 <210> 533 <400> 533 000 <210> 534 <400> 534 000 <210> 535 <400> 535 000 <210> 536 <400> 536 000 <210> 537 <400> 537 000 <210> 538 <400> 538 000 <210> 539 <400> 539 000 <210> 540 <400> 540 000 <210> 541 <400> 541 000 <210> 542 <400> 542 000 <210> 543 <400> 543 000 <210> 544 <400> 544 000 <210> 545 <400> 545 000 <210> 546 <400> 546 000 <210> 547 <400> 547 000 <210> 548 <400> 548 000 <210> 549 <400> 549 000 <210> 550 <400> 550 000 <210> 551 <400> 551 000 <210> 552 <400> 552 000 <210> 553 <400> 553 000 <210> 554 <400> 554 000 <210> 555 <400> 555 000 <210> 556 <400> 556 000 <210> 557 <400> 557 000 <210> 558 <400> 558 000 <210> 559 <400> 559 000 <210> 560 <400> 560 000 <210> 561 <400> 561 000 <210> 562 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <220> <221> MISC_FEATURE <222> (3)..(3) <223> D-Lysine <400> 562 Arg Phe Lys Phe 1 <210> 563 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Mitochondrial-targeted tetrapeptide <220> <221> MISC_FEATURE <222> (3)..(3) <223> D-Lysine <400> 563 Lys Phe Lys Phe 1 <210> 564 <400> 564 000 <210> 565 <400> 565 000 <210> 566 <400> 566 000 <210> 567 <400> 567 000 <210> 568 <400> 568 000 <210> 569 <400> 569 000 <210> 570 <400> 570 000 <210> 571 <400> 571 000 <210> 572 <400> 572 000 <210> 573 <400> 573 000 <210> 574 <400> 574 000 <210> 575 <400> 575 000 <210> 576 <400> 576 000 <210> 577 <400> 577 000 <210> 578 <400> 578 000 <210> 579 <400> 579 000 <210> 580 <400> 580 000 <210> 581 <400> 581 000 <210> 582 <400> 582 000 <210> 583 <400> 583 000 <210> 584 <400> 584 000 <210> 585 <400> 585 000 <210> 586 <400> 586 000 <210> 587 <400> 587 000 <210> 588 <400> 588 000 <210> 589 <400> 589 000 <210> 590 <400> 590 000 <210> 591 <400> 591 000 <210> 592 <400> 592 000 <210> 593 <400> 593 000 <210> 594 <400> 594 000 <210> 595 <400> 595 000 <210> 596 <400> 596 000 <210> 597 <400> 597 000 <210> 598 <400> 598 000 <210> 599 <400> 599 000 <210> 600 <400> 600 000 <210> 601 <400> 601 000 <210> 602 <400> 602 000 <210> 603 <400> 603 000 <210> 604 <400> 604 000 <210> 605 <400> 605 000 <210> 606 <400> 606 000 <210> 607 <400> 607 000 <210> 608 <400> 608 000 <210> 609 <400> 609 000 <210> 610 <400> 610 000 <210> 611 <400> 611 000 <210> 612 <400> 612 000 <210> 613 <400> 613 000 <210> 614 <400> 614 000 <210> 615 <400> 615 000 <210> 616 <400> 616 000 <210> 617 <400> 617 000 <210> 618 <400> 618 000 <210> 619 <400> 619 000 <210> 620 <400> 620 000 <210> 621 <400> 621 000 <210> 622 <400> 622 000 <210> 623 <400> 623 000 <210> 624 <400> 624 000 <210> 625 <400> 625 000 <210> 626 <400> 626 000 <210> 627 <400> 627 000 <210> 628 <400> 628 000 <210> 629 <400> 629 000 <210> 630 <400> 630 000 <210> 631 <400> 631 000 <210> 632 <400> 632 000 <210> 633 <400> 633 000 <210> 634 <400> 634 000 <210> 635 <400> 635 000

Claims (42)

  1. 절단가능한 공유 결합에 의해 접합 모이어티에 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)를 포함하는 전구약물 화합물.
  2. 화학식 (I)의 전구약물 화합물로서,

    여기서 R'는 C-말단 아미노산이 절단가능한 공유 결합에 의해 R에 공유 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)이고, 여기서 R은 접합 모이어티이고, 상기 결합은 효소적 절단, 촉매작용, 가수분해 또는 다른 반응에 의해 제거되어 유리 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 R' 및 접합 모이어티 R을 생성할 수 있고, 여기서 R은
    C4-C30 지질 모이어티 (지방산 또는 지방 알콜),
    C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티,
    2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티,
    PEG화된 모이어티, 또는
    탄수화물 모이어티
    로부터 선택된 것인
    전구약물 화합물.
  3. 화학식 (II)의 전구약물 화합물로서,

    여기서 R'는 C-말단 아미노산 히드록실 기가 에스테르 결합을 통해 R에 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)이고, 여기서 R 또는 -O-R은
    C4-C30 지질 모이어티 (지방산 또는 지방 알콜),
    C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티,
    2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티,
    PEG화된 모이어티, 또는
    탄수화물 모이어티
    로부터 선택된 접합 모이어티인
    전구약물 화합물.
  4. 화학식 (III)의 전구약물 화합물로서,

    여기서 제4 아미노산은 에스테르 결합을 통해 R에 연결되고, R 또는 -O-R은
    C4-C30 지질 모이어티, (지방산 또는 지방 알콜),
    C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티,
    2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티, 또는
    PEG화된 모이어티, 또는
    탄수화물 모이어티
    로부터 선택된 접합 모이어티인
    전구약물 화합물.
  5. 하기 화학식: H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-옥타데실; H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-Arg(n) (여기서 n은 1 내지 30임); H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-Glu(n) (여기서 n은 1 내지 30임) 중 하나를 갖는 전구약물 화합물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, MTT가 서열식별번호: 1-635 중 임의의 것으로부터의 미토콘드리아 표적화된 펩티드인 전구약물 화합물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절단가능한 공유 결합이 에스테르 결합, 히드라존 결합, 이민 결합, 디술피드 결합, 티오에스테르 결합, 티오에테르 결합, 포스페이트 에스테르 결합, 포스포네이트 에스테르 결합, 보로네이트 에스테르 결합 중 하나를 포함하는 것인 전구약물 화합물.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 모이어티가 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 지방 알콜이며, 이는 하기: tert-부틸 알콜, tert-아밀 알콜, 3-메틸-3-펜탄올, 1-헵탄올 (에난트산 알콜), 1-옥탄올 (카프릴 알콜), 1-노난올 (펠라르곤산 알콜), 1-데칸올 (데실 알콜, 카프르산 알콜), 운데실 알콜 (1-운데칸올, 운데칸올, 헨데칸올), 도데칸올 (1-도데칸올, 라우릴 알콜), 트리데실 알콜 (1-트리데칸올, 트리데칸올, 이소트리데칸올), 1-테트라데칸올 (미리스틸 알콜), 펜타데실 알콜 (1-펜타데칸올, 펜타데칸올), 1-헥사데칸올 (세틸 알콜), 시스-9-헥사데센-1-올 (팔미톨레일 알콜), 헵타데실 알콜 (1-n-헵타데칸올, 헵타데칸올), 1-옥타데칸올 (스테아릴 알콜), 1-옥타데센올 (올레일 알콜), 1-노나데칸올 (노나데실 알콜), 1-에이코산올 (아라키딜 알콜), 1-헨에이코산올 (헨에이코실 알콜), 1-도코산올 (베헤닐 알콜), 시스-13-도코센-1-올 (에루실 알콜), 1-테트라코산올 (리그노세릴 알콜), 1-펜타코산올, 1-헥사코산올 (세릴 알콜), 1-헵타코산올, 1-옥타코산올 (몬타닐 알콜, 클루이틸 알콜), 1-노나코산올, 1-트리아콘탄올 (미리실 알콜, 멜리실 알콜)을 포함하는 것인 전구약물 화합물.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접합 모이어티가 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 지방산이며, 이는 하기: 테트라데칸산, 펜타데칸산, (9Z)-헥사데센산, 헥사데칸산, 헵타데칸산, 옥타데칸산, (9Z,12Z)-옥타데카-9,12-디엔산, (9Z,12Z,15Z)-옥타데카-9,12,15-트리엔산, (6Z,9Z,12Z)-옥타데카-6,9,12-트리엔산, (5E,9E,12E)-옥타데카-5,9,12-트리엔산, (6Z,9Z,12Z,15Z)-옥타데카-6,9,12,15-테트라엔산, (Z)-옥타데스-9-엔산, (11E)-옥타데스-11-엔산, (E)-옥타데스-9-엔산, 노나데칸산 및 에이코산산을 포함하는 것인 전구약물 화합물.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, R이 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는, 음이온성, 양이온성 또는 중성일 수 있는, 천연 또는 합성 아미노산을 포함하는 2량체 내지 약 30량체 펩티드 모이어티이며, 이는 하기: 폴리-글루타메이트, 폴리-아스파르테이트, 또는 글루타메이트 및 아스파르테이트의 조합; 폴리-아르기닌, 폴리-리신, 폴리-히스티딘, 아르기닌 및 리신의 조합, 아르기닌 및 히스티딘의 조합, 히스티딘 및 리신의 조합, 아르기닌, 히스티딘 및 리신의 조합을 포함하고; 펩티드 모이어티가 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 기의 부가를 위한 1개 이상의 PEG화 부위를 갖고; 펩티드 모이어티가 글리코실화를 포함한, 당 또는 탄수화물 분자의 부가에 의한 변형을 위한 1개 이상의 부위를 갖고; 폴리아르기닌 모이어티; 폴리글루타메이트 모이어티; 폴리아스파르테이트 모이어티; 폴리히스티딘 모이어티; 폴리리신 모이어티일 수 있는 것인 전구약물 화합물.
  11. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, R이 선형, 분지형, Y형 또는 다중-아암 기하구조의 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 중합체를 포함한 PEG 중합체, PEG화된 펩티드 또는 PEG화된 숙시네이트인 전구약물 화합물.
  12. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, R이 선행 링커 모이어티를 갖거나 갖지 않는 2 내지 20개 당의 탄수화물을 포함하는 탄수화물 모이어티이며, 이는 하기: 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민, N-아세틸렌우라민산, 또는 글루코스, 갈락토스, 락토스, 만노스, 리보스, 푸코스, N-아세틸갈락토사민, N-아세틸글루코사민 및 N-아세틸렌우라민산의 에피머 또는 유도체를 포함하는 것인 전구약물 화합물.
  13. 제2항에 있어서, (R')n-R의 전구약물 화합물이며, R'가 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe를 포함한 MTT이고, R이 다중 미토콘드리아 표적화 펩티드에 공유 연결되어 전구약물의 이량체 또는 다량체를 형성하는 링커 또는 다량체화 도메인이고, n이 2 내지 약 100이고, R이 PEG, PEG 중합체, 폴리비닐 알콜 (PVA) 또는 펩티드일 수 있는 것인 전구약물 화합물.
  14. 분산 매질 중에 혼합된, 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물 및 1종 이상의 복합체화 작용제를 포함하는 다상 콜로이드성 현탁액의 조성물.
  15. 제14항에 있어서, MTT가 서열식별번호: 1-635 중 하나로부터의 서열을 갖는 미토콘드리아 표적화된 펩티드인 조성물.
  16. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가, 지방산, 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 하전된 인지질, 하전된 단백질, 리보핵산 및 폴리사카라이드의 6종의 부류 중 1종으로부터 선택된, MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성할 수 있는, 불규칙 형상의 미립자로서 제제화된 화학 물질인 조성물.
  17. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가, 포화 또는 불포화일 수 있고 염 또는 에스테르의 형태일 수 있는, CH3(CH2)nCOOH (여기서, n은 4 내지 30임)의 화학식을 갖는 지방족 쇄를 갖는 카르복실산인, 지방산이고, 하기: 팔미트산마그네슘, 스테아르산마그네슘, 팔미트산칼슘, 스테아르산칼슘을 포함하는 것인 조성물.
  18. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가 케토-엔올 호변이성질체를 형성할 수 있는 유기 화합물, 케토 형태 (케톤 또는 알데히드)와 엔올 형태 (알콜) 사이의 화학적 평형을 겪을 수 있는 분자 중 1종 이상이고, 하기: 페놀 화합물, 토코페롤 화합물, 퀴논 화합물, 리보핵산 화합물을 포함하는 것인 조성물.
  19. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가 하전된 인지질 중 1종 이상이고, 하기: 음이온성 인지질, 레시틴, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜세린, 스핑고미엘린, 양전하를 갖는 합성 인지질, DLin-MC3-DMA를 포함하는 것인 조성물.
  20. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가 양성 또는 음성일 수 있는 하전된 단백질이고, 알부민, 합성 폴리펩티드, 혈장 단백질, 알파2-마크로글로불린, 피브린, 콜라겐을 포함하는 것인 조성물.
  21. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가 5탄당, 포스페이트 기 및 질소함유 염기를 포함하는 뉴클레오티드를 포함하는 생체중합체 거대분자를 포함하는 리보핵산인 조성물.
  22. 제14항에 있어서, 복합체화 작용제가 글리코시드 연결에 의해 함께 결합된 모노사카라이드 단위를 포함하는 장쇄 중합체 탄수화물인 폴리사카라이드이고, 고리형 폴리사카라이드 분자, 시클로덱스트린, 클라트레이트를 포함하는 것인 조성물.
  23. 제14항에 있어서, 분산 매질이 다상 콜로이드성 현탁액을 형성할 수 있고, 포화 지방산 메틸 에스테르, 불포화 지방산 메틸 에스테르, 포화 지방산 에틸 에스테르, 불포화 지방산 에틸 에스테르의 4종의 부류의 소수성 오일로부터 선택된 것인 조성물.
  24. 제14항에 있어서, 분산 매질이 메틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 메틸 부티레이트, 메틸 펜타노에이트, 메틸 헥사노에이트, 메틸 헵타노에이트, 메틸 옥타노에이트, 메틸 노나노에이트, 메틸 데카노에이트, 메틸 운데카노에이트, 메틸 도데카노에이트 (메틸 라우레이트), 메틸 트리데카노에이트, 메틸 테트라데카노에이트, 메틸 9(Z)-테트라데세노에이트, 메틸 펜타데카노에이트, 메틸 헥사데카노에이트, 메틸 헵타데카노에이트, 메틸 옥타데세노에이트, 메틸 노나데카노에이트, 메틸 에이코사노에이트, 메틸 헨에이코사노에이트, 메틸 도코사노에이트 및 메틸 트리코사노에이트 중 1종 이상을 포함하는 포화 지방산 메틸 에스테르를 포함하는 것인 조성물.
  25. 제14항에 있어서, 분산 매질이 메틸 10-운데세노에이트, 메틸 11-도데세노에이트, 메틸 12-트리데세노에이트, 메틸 9(E)-테트라데세노에이트, 메틸 10(Z)-펜타데세노에이트, 메틸 10(E)-펜타데세노에이트, 메틸 14-펜타데세노에이트, 메틸 9(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 9(E)-헥사데세노에이트, 메틸 6(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 7(Z)-헥사데세노에이트, 메틸 11(Z)-헥사데세노에이트 중 1종 이상을 포함하는 불포화 지방산 메틸 에스테르를 포함하는 것인 조성물.
  26. 제14항에 있어서, 분산 매질이 에틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 에틸 부티레이트, 에틸 펜타노에이트, 에틸 헥사노에이트, 에틸 헵타노에이트, 에틸 옥타노에이트, 에틸 노나노에이트, 에틸 데카노에이트, 에틸 운데카노에이트, 에틸 도데카노에이트 (에틸 라우레이트), 에틸 트리데카노에이트, 에틸 테트라데카노에이트, 에틸 9(Z)-테트라데세노에이트, 에틸 펜타데카노에이트, 에틸 헥사데카노에이트, 에틸 헵타데카노에이트, 에틸 옥타데세노에이트, 에틸 노나데카노에이트, 에틸 에이코사노에이트, 에틸 헨에이코사노에이트, 에틸 도코사노에이트, 에틸 트리코사노에이트 중 1종 이상을 포함하는 포화 지방산 에틸 에스테르를 포함하는 것인 조성물.
  27. 제14항에 있어서, 분산 매질이 에틸 10-운데세노에이트, 에틸 11-도데세노에이트, 에틸 12-트리데세노에이트, 에틸 9(E)-테트라데세노에이트, 에틸 10(Z)-펜타데세노에이트, 에틸 10(E)-펜타데세노에이트, 에틸 14-펜타데세노에이트, 에틸 9(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 9(E)-헥사데세노에이트, 에틸 6(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 7(Z)-헥사데세노에이트, 에틸 11(Z)-헥사데세노에이트 중 1종 이상을 포함하는 불포화 지방산 에틸 에스테르를 포함하는 것인 조성물.
  28. 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 사용하여 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 방법으로서, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 유리체내 (IVT), 안구주위, 테논낭하, 결막하, 맥락막상, 전방내 또는 국소 투여 경로 중 하나 이상을 포함한 국부 안구 투여에 의해 투여하는 것을 포함하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액이, 건성 연령-관련 황반 변성 (AMD), 습성 AMD, 당뇨병성 황반 부종 (DME), 망막 정맥 폐쇄 (RVO), 및 유전성 망막 변성 (IRD), 망막 변성, 외상성 손상, 허혈성 혈관병증, 후천성 또는 유전성 시신경병증, 녹내장, 안내염, 망막염, 포도막염, 망막 및 포도막의 염증성 질환, 푸크스 각막 이영양증, 각막 부종, 안구 표면 질환, 안구 건조 질환, 만성 진행성 외안근마비 (CPEO), 결막 질환, 안구주위 조직의 질환 및 안와 질환 중 하나 이상을 포함한 안구 상태 및 질환에 대한, 발병의 예방 또는 느린 진행, 시각 상실의 예방 또는 시각의 개선, 파괴성 또는 퇴행성 측면의 발병의 예방 또는 개선 중 하나 이상에 의해 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 데 사용되는 것인 방법.
  30. 제28항에 있어서, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액을 국부 안구 투여에 의해 투여하는 것이 이식물로부터 투여하는 것을 포함하며, 여기서 MTT-전구약물-복합체 미립자를 형성하는, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액의 접합 모이어티의 불규칙 형상의 미립자 복합체화 작용제에 대한 가역적 비공유 복합체화, 및 소수성 분산 매질 내에서의 MTT-전구약물-복합체 미립자의 안정한 분산의 조합이 이식물로부터 안구 생리학적 환경으로의 방출에 이용가능한 유리 MTT-전구약물을 제한하는 것인 방법.
  31. 제28항에 있어서, 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 것이, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 망막 색소 상피 (RPE) 및 망막 조직을 치료 수준의 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액에 연속적이며 지속적으로 노출시킴으로써, 인간 환자 또는 동물에서 RPE 이형성, RPE-연관 세포외 매트릭스 조절이상 및/또는 RPE하 침착물을 치료하는 것을 포함하는 것인 방법.
  32. 제28항에 있어서, 눈의 미토콘드리아 장애를 치료하는 것이, MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 망막 색소 상피 (RPE) 및 망막 조직을 치료 수준의 MTT-전구약물 다상 콜로이드성 현탁액에 연속적이며 지속적으로 노출시킴으로써, 환자에서 시각을 개선시키거나 또는 시각 상실을 예방하는 것을 포함하는 것인 방법.
  33. 대상체의 눈에서 미토콘드리아 기능장애를 치료하는 방법으로서,
    치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 및
    대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 및
    에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계
    를 포함하며, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 제2 상은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장되는 것인
    방법.
  34. 활성 약물의 높은 지속 망막 및 망막 색소 상피 (RPE) 조직 수준을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템에서의 제제의 국부 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 대상체의 눈에서 망막 색소 상피 (RPE) 이형성 또는 RPE하 침착물을 치료하는 방법으로서,
    치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계;
    대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 및
    에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계
    를 포함하며, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 제2 상은 제1 상의 종료로부터 1개월 이상 동안 연장되는 것인
    방법.
  35. 활성 약물의 높은 지속 망막 및 망막 색소 상피 (RPE) 조직 수준을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템에서의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 대상체에서 시각 상실을 치료하는 방법으로서,
    치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 및
    대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 및
    에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계
    를 포함하며, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 이어서 제2 상이 이어지는 것인
    방법.
  36. 활성 약물의 높은 지속 망막 및 망막 색소 상피 (RPE) 조직 수준을 생성하는 연장 방출 약물 전달 시스템의 제제의 유리체내 또는 안구주위 주사에 의해 대상체에서 감각신경 망막 및/또는 RPE의 위축의 발병을 예방하거나 위축의 진행을 늦추는 방법으로서,
    치료 시작 시에 대상체의 눈에 연장 방출 약물 전달 시스템과 조합된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드의 전구약물을 전달하는 단계; 및
    대상체의 눈에서의 에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제1 상 동안 버스트 상 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계; 및
    에스테라제의 작용에 의해 전구약물을 절단하여 제2 상 동안 정상 상태 방출 속도로 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드를 눈으로 방출하는 단계
    를 포함하며, 여기서 버스트 상 방출 속도는 정상 상태 방출 속도보다 더 크고, 추가로 여기서 제1 상은 치료 시작으로부터 약 2-6주 동안 연장되고, 그 후에 제2 상이 연장되는 것인
    방법.
  37. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 전구약물을 전달하는 단계가 화학식 (I)의 전구약물 화합물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법:

    여기서 R'는 C-말단 아미노산이 절단가능한 공유 결합에 의해 R에 공유 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)이고, 여기서 R은 접합 모이어티이고, 상기 결합은 효소적 절단, 촉매작용, 가수분해 또는 다른 반응에 의해 제거되어 유리 미토콘드리아 표적화된 펩티드 R' 및 접합 모이어티 R을 생성할 수 있고, 여기서 R은
    C4-C30 지질 모이어티,
    C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티,
    2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티,
    PEG화된 모이어티, 또는
    탄수화물 모이어티
    로부터 선택된다.
  38. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 전구약물을 전달하는 단계가 화학식 (II)의 전구약물 화합물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법:

    여기서 R'는 C-말단 아미노산 히드록실 기가 에스테르 결합을 통해 R에 연결된, 교호하는 양이온성 및 방향족 아미노산 잔기를 함유하는 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 (MTT)이고, 여기서 R은
    C4-C30 지질 모이어티,
    C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티,
    2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티,
    PEG화된 모이어티, 또는
    탄수화물 모이어티
    로부터 선택된 접합 모이어티이다.
  39. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 전구약물을 전달하는 단계가 화학식 (III)의 화합물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법:

    여기서 R은
    C4-C30 지질 모이어티,
    C4-C30 직쇄 또는 분지형 지방족 모이어티,
    2량체 내지 30량체 펩티드 모이어티,
    PEG화된 모이어티, 또는
    탄수화물 모이어티
    로부터 선택된 접합 모이어티이다.
  40. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 전구약물을 전달하는 단계가 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-스테아릴로도 지칭되는 화학식 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe(-O)-옥타데실의 화합물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법.
  41. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 방출된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 약물이 교호하는 양이온성 및 방향족 잔기를 갖는 것인 방법.
  42. 제33항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 방출된 미토콘드리아 표적화된 테트라펩티드 약물이 H-d-Arg-DMT-Lys-Phe인 방법.
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