PL224408B1 - Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze - Google Patents

Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze

Info

Publication number
PL224408B1
PL224408B1 PL398380A PL39838012A PL224408B1 PL 224408 B1 PL224408 B1 PL 224408B1 PL 398380 A PL398380 A PL 398380A PL 39838012 A PL39838012 A PL 39838012A PL 224408 B1 PL224408 B1 PL 224408B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
boron
cluster
aqueous
protein
nido
Prior art date
Application number
PL398380A
Other languages
English (en)
Other versions
PL398380A1 (pl
Inventor
Zbigniew Leśnikowski
Tomasz Goszczyński
Janusz Boratyński
Konrad Kowalski
Original Assignee
Inst Biologii Medycznej Polskiej Akademii Nauk
Inst Immunologii I Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Biologii Medycznej Polskiej Akademii Nauk, Inst Immunologii I Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk filed Critical Inst Biologii Medycznej Polskiej Akademii Nauk
Priority to PL398380A priority Critical patent/PL224408B1/pl
Publication of PL398380A1 publication Critical patent/PL398380A1/pl
Publication of PL224408B1 publication Critical patent/PL224408B1/pl

Links

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru, który charakteryzuje się tym, że addukt klasteru boru z cyklicznym eterem poddaje się reakcji z białkiem lub peptydem, przy czym reakcję prowadzi się w roztworze wodnym lub wodno-organicznym, korzystnie w temperaturze pokojowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest metoda syntezy koniugatów białek lub peptydów z klasterami boru, a także produkt tej reakcji oraz jego zastosowanie. Metoda obejmuje szczególnie zastosowanie pochodnych cyklicznych eterów klasterów boru do modyfikacji białek i peptydów w fazie ciekłej w środowisku wodnym lub wodno-organicznym.
Tworzenie koniugatów białek lub peptydów z lekami umożliwia potencjalną intensyfikację pozytywnych efektów terapeutycznych badanej substancji leczniczej, bądź rozszerzenie ich właściwości o inne czynniki, szczególnie istotne z punktu widzenia efektywności terapii. Wśród nich wymienia się nie tylko bezpośredni wpływ na parametry farmakodynamiczne oraz farmakokinetyczne działania związku terapeutycznego, ale również szerokie zastosowanie w celowanym dostarczaniu leków do miejsc zmienionych chorobowo [1] [2]. Obecnie terapie celowane stanowią szeroką i prężnie rozwij ającą się gałąź przemysłu farmaceutycznego, w której prym wiodą nośniki w postaci przeciwciał monoklonalnych [3] [4]. Przeciwciała monoklonalne są to białka wydzielane przez komórki plazmatyczne w przebiegu odpowiedzi immunologicznej typu humoralnego. Mają zdolność do swoistego rozpozn awania i wiązania się z antygenami w obrębie ściśle określonego epitopu. Potencjalne możliwości przeprowadzenia reakcji wiązania związku terapeutycznego z przeciwciałem mogą zostać przeprowadzone na podstawie reakcji na białkach lub peptydach modelowych, celem określenia mechanizmu reakcji chemicznej oraz jej swoistości względem odpowiednich grup funkcyjnych poszczególnych aminokwasów.
Wśród głównych białek modelowych wymienia się między innymi lizozym jaja kurzego oraz bydlęcy inhibitor trzustkowy trypsyny. Lizozym jaja kurzego jest termostabilnym zasadowym białkiem zawierającym 129 aminokwasów o masie cząsteczkowej 14,4 kDa. Stanowi naturalny enzym występujący w białku jaja o bezpośrednim działaniu przeciwbakteryjnym. Pozawala to na śledzenie potencjalnej utraty aktywności białka w kompleksie z lekiem poprzez utratę zdolności bójczych względem bakterii gram dodatnich. Grupę modelowych peptydów reprezentuje bydlęcy inhibitor trzustkowy trypsyny (BPTI - bovine pancreatic trypsin inhibitor). Należący do grupy proteaz serynowo-treoninowych, polipeptyd o masie cząsteczkowej 6,5 kDa, zawierający 16 różnych aminokwasów w całości złożony z 58 aminokwasów.
Przeciwciała monoklonalne i ich fragmenty, jak również inne białka modyfikowane klasterami boru mogące potencjalnie rozpoznawać w sposób selektywny komórki nowotworowe są od dawna przedmiotem zainteresowania jako nośniki boru dla BNCT [5] [6] [7] [8] [9].
Przykładem może być modyfikowane klasterem orto-karboranylowym przeciwciało przeciw antygenowi rakowo-płodowym (CEA) [10], modyfikowane borem białko EGF wiążące się ze swoim receptorem (EGFR) ulegającym nadekspresji w komórkach szeregu rodzajów nowotworów [11], modyfikowane borem chimeryczne przeciwciało Cetuximab (IMC-C225, Erbitux), wytwarzane przez ImCIone Systems, Inc. (New York, NY), rozpoznające zarówno dziką formę receptora EGFR jak i jego formę zmutowaną EGFRvlll [12].
W celu syntezy koniugatów białek i klasterów boru stosowano szereg metod, wszystkie polegały na reakcji reaktywnych donorów klasterów boru z białkami w fazie ciekłej, w temperaturach zbliżonych do fizjologicznych lub niższych np.:
1) Reakcja soli benzenodiazoniowej orto-karboranu z przeciwciałem anty-BSA, przeciwciałami przeciw wybranym ludzkim białkom zgodności tkankowej [13], czy też z przeciwciałem przeciw CEA IgG [10].
2) Przyłączanie do przeciwciał, modyfikowanych klasterem nido-ortokarboranylowym peptydów, na drodze transformacji ich C-końca w aktywny ester [14].
3) Przyłączanie do białek modyfikowanych klasterami boru dendrymerów na drodze kondensacji funkcjonalizowanego za pomocą estru m-maleimidobenzoilosulfosykcynoimidu (sulfo-MBS) dendrymeru oraz funkcjoanlizowanego za pomocą propinionianu N-sukcynoimidylo-3-(2-pirydylotiolu) (SPDP) przeciwciała IB16-6 skierowanego przeciw murine czerniakowi B16 [6] lub w przypadku terapeutycznego przeciwciała Cetuximab (IMC-C225) zmodyfikowanej wersji tej metody [8].
4) Reakcja aktywowanego kwasu karboksylowego lub jego acylofluorowej pochodnej zawierającego klaster nido-orto-karboranylowy z białkami takimi jak hemocyjanina KLH (KLH - keyhole limpet hemocyanin), albumina surowicy bydlęcej (BSA) czy też albumina jaja kurzego (Ova) [15].
Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest wykorzystanie do syntezy koniugatów białek lub peptydów z klasterami boru metody opartej na zastosowaniu klasterów boru sfunkcjonalizowanych
PL 224 408 B1 cyklicznymi eterami oraz reakcji prowadzonej w fazie ciekłej w środowisku wodnym lub wodnoorganicznym.
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru charakteryzujący się tym, że addukt klasteru boru z cyklicznym eterem poddaje się reakcji z białkiem lub pept ydem, przy czym reakcję prowadzi się w roztworze wodnym lub wodno-organicznym, korzystnie w temperaturze pokojowej.
Jako addukt klasteru boru z cyklicznym eterem należy rozumieć addukt klasteru boru z pierścieniowym związkiem organicznym zawierającym wiązania eterowe, w których atom tlenu połączony jest z dwoma atomami węgla pierścienia węglowego. Całkowita ilość atomów węgla w pierścieniu cyklicznego eteru wynosi od 2 do 5, z uwzględnieniem występowania pomiędzy nimi jedynie wiązań jedynie jednokrotnych (nasyconych). Ponadto, każdy z atomów węgla cyklicznego eteru może zawierać podstawniki alifatyczne (liniowe i rozgałęzione), jak i aromatyczne.
Korzystnie, addukt klasteru boru z cyklicznym eterem jest adduktem z pierścieniami: dioksanu, tetrahydropiranu, tetrahydrofuranu, oksetanu lub oksiranu.
Korzystnie, klaster boru jest grupą 7,8-dikarba-nido-undekaboranową (nido-karboranylową), closo-dodekaboranową lub ich podstawionymi na atomie węgla lub boru pochodnymi.
Korzystnie, grupa metanokarboranowa zawiera atom metalu (Me) wybrany spośród dla Co, Fe, Cr, Rh.
Jako roztwór wodno-organiczny można stosować dowolny wodny roztwór znanego polarnego rozpuszczalnika organicznego mieszającego się z wodą umożliwiającego jednocześnie rozpuszczenie hydrofobowego adduktu klasteru boru z cyklicznym eterem. W szczególności może to być roztwór acetonitrylu, alkoholu, DMF lub DMSO.
Dla lepszego wyjaśnienia istoty wynalazku niniejszy opis zawiera następujące figury:
figura 1, na której przedstawione zostały ogólne wzory chemiczne przykładowych klasterów boru. A1 - klaster nido-karboranylowy; A2 - metalokarboran; A3 - klaster closo-dodekaboranowy.
figura 2, na której przedstawione zostały wyniki syntezy koniugatu lizozymu z klasterem nidokarboranylowym (ZL-0998). A1, A2 - natywny lizozym, widmo MS-TOF przed i po dekonwolucji; B1, B2 - zmodyfikowane lizozym, widmo MS-TOF, przed i po dekonwolucji.
P r z y k ł a d 1
Modyfikacja lizozymu jaja kurzego klasterem nido-karboranylowym (fig. A1)
Dioksan-nido-karboran (0,05 mg, 227 nmol) rozpuszczono w dimetyloformamidzie (DMF) z niewielkim dodatkiem wody bądź wody amoniakalnej i inkubowano przez 8h w temperaturze pokojowej. Lizozym jaja kurzego (0,1 mg, 6,8 nmol) rozpuszczono w buforze fosforanowym (100 mM, pH = 7,4). Połączono lizozym i dioksan-nido-karboran uzyskując finalnie wzajemny stosunek molowy wynoszący 1:33. Mieszaninę reakcyjną inkubowano w temperaturze pokojowej ciągle mieszając przez 60 minut. Do analizy LC-MS, otrzymane produkty rozcieńczono w fazie nośnej (CH3CN:H2O 10:90) dla uzyskania końcowego stężenia białka 0,1mg/ml. Otrzymany produkt reakcji oczyszczony został przy użyciu chromatografii SEC (size exlusion chromatography).
P r z y k ł a d 2
Modyfikacja inhibitora proteaz serynowo-treoninowych (BPTI) klasterem nido-karboranylowym (fig. A1)
Dioksan-nido-karboran (0,05 mg, 227 nmol) rozpuszczono w dimetyloformamidzie (DMF) z niewielkim dodatkiem wody bądź wody amoniakalnej i inkubowano przez 8 h w temperaturze pokojowej. BPTI (0,2 mg, 30,7 nmol) rozpuszczono w buforze fosforanowym (100 mM, pH = 7,4). Połączono BPTI i dioxan-nido-karboran uzyskując finalnie wzajemny stosunek molowy wynoszący 1:7,4. Mieszaninę reakcyjną inkubowano w temperaturze pokojowej ciągle mieszając przez 60 minut. Do analizy LC-MS, otrzymane produkty rozcieńczono w fazie nośnej (CH3CN:H2O 10:90) dla uzyskania końcowego stężenia białka 1 mg/ml. Otrzymany produkt reakcji oczyszczony został przy użyciu chromatografii SEC (size exlusion chromatography).
P r z y k ł a d 3
Modyfikacja lizozymu jaja kurzego klasterem metalokarboranowym (fig. A2)
Dioksan-metalokarboran (0,045 mg, 109 nmol) rozpuszczono w dimetyloformamidzie (DMF) z niewielkim dodatkiem wody, bądź wody amoniakalnej i inkubowano przez 8 h w temperaturze pokojowej. Lizozym jaja kurzego (0,1 mg, 6,8 nmol) rozpuszczono w buforze fosforanowym (100 mM, pH = 7,4). Połączono lizozym i dioxan-metalokarboran uzyskując finalnie wzajemny stosunek molowy wy4
PL 224 408 B1 noszący 1:25, przy zawartości rozpuszczalnika organicznego powyżej 50% objętości roztworu. Mieszaninę reakcyjną inkubowano w temperaturze pokojowej ciągle mieszając przez 60 minut. Do analizy LC-MS, otrzymane produkty rozcieńczono w fazie nośnej (CH3CN:H2O 10:90) dla uzyskania końcowego stężenia białka 0,1mg/ml. Otrzymany produkt reakcji oczyszczony został przy użyciu chromatografii SEC (size exlusion chromatography).
P r z y k ł a d 4
Modyfikacja inhibitora proteaz serynowo-treoninowych (BPTI) klasterem metalokarboranowym (fig. A2)
Dioksan-metalokarboran (0,045 mg, 109 nmol) rozpuszczono w dimetyloformamidzie (DMF) z niewielkim dodatkiem wody, bądź wody amoniakalnej i inkubowano przez 8 h w temperaturze pokojowej. BPTI (0,2 mg, 30,7 nmol) rozpuszczono w buforze fosforanowym (100 mM, pH = 7,4). Połączono BPTI i dioxan-metalokarboran uzyskując finalnie wzajemny stosunek molowy wynoszący 1:5,6. Przy zawartości rozpuszczalnika organicznego powyżej 50% objętości roztworu. Mieszaninę reakcyjną inkubowano w temperaturze pokojowej ciągle mieszając przez 60 minut. Do analizy LC-MS, otrzymane produkty rozcieńczono w fazie nośnej (CH3CN:H2O 10:90) dla uzyskania końcowego stężenia białka 0.1mg/ml. Otrzymany produkt reakcji oczyszczony został przy użyciu chromatografii SEC (size exlusion chromatography).
Bibliografia
1. Kańska U., Omar M. S., Budzyńska R., Nevozhay D., Jagiełło M., Opolski A., Boratyński J.
Antileukemic activity of glycated fibrinogen-methotrexate conjugates. Anticancer Res. 2005, 25 (3B): 2229-34.
2. Boratyński J., Opolski A., Wietrzyk J., Górski A., Radzikowski C. Cytotoxic and antitumor effect of fibrinogen-methotrexate conjugate. Cancer Lett. 2000,148 (2):189-95.
3. Sharkey R. M., Govindan S. V., Cardillo T. M., Goldenberg D. M. Epratuzumab-SN-38: a new antibody-drug conjugate for the therapy of hematologic malignancies. Mol. Cancer Ther. 2012, 11 (1): 224-34.
4. Ricart A. D. Antibody-drug conjugates of calicheamicin derivative: gemtuzumab ozogamicin and inotuzumab ozogamicin. Clin, Cancer Res. 2011,17 (20): 6417-27.
5. Abraham R., Muller R., Gabel D. Boronated antibodies for neutron capture therapy. Strahlenther Onkol. 1989, 165 (2-3): 148-51.
6. Barth R. F., Adams D. M., Soloway A. H., Alam F., Darby M. V. Boronated starburst dendrimer- monoclonal antibody immunoconjugates: evaluation as a potential delivery system for neutron capture therapy. Bioconjug Chem. 1994, 5 (1): 58-66.
7. Liu L., Barth R. F., Adams D. M., Soloway A. H., Reisfeld R. A. Critical evaluation of bispecific antibodies as targeting agents for boron neutron capture therapy of brain tumors. Anticancer Res. 1996, 16( 5A): 2581-7.
8. Wu G., Barth R. F., Yang W., Chatterjee M., Tjarks W., Ciesielski M. J., Fenstermaker R. A.
Site-specific conjugation of boron-containing dendrimers to anti-EGF receptor monoclonal antibody cetuximab (IMC-C225) and its evaluation as a potential delivery agent for neutron capture therapy. Bioconjug Chem. 2004, 15 (1): 185-94.
9. Novick S., Quastel M. R., Marcus S., Chipman D., Shani G., Barth R. F., Soloway A. H.
Linkage of boronated polylysine to glycoside moieties of polyclonal antibody; boronated antibodies as potential delivery agents for neutron capture therapy. Nucl. Med. Biol. 2002, 29 (2): 159-67.
10. Mizusawa E., Dahlman H. L., Bennett S. J., Goldenberg D. M., Hawthorne M. F. Neutron-capture therapy of human cancer: in vitro results on the preparation of boron-labeled antibodies to carcinoembryonic antigen. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1982, 79 (9): 3011-4.
11. Carlsson J., Gedda L., Gronvik C., Hartman T., Lindstrom A., Lindstrom P., Lundqvist H., Lovqvist A., Malmqvist J., Olsson P. Strategy for boron neutron capture therapy against tumor cells with over-expression of the epidermal growth factor-receptor. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 1994, 30 (1): 105-15.
12. Yang W., Barth R. F., Wu G., Bandyopadhyaya A. K., Thirumamagal B. T., Tjarks W., Binns P. J., Riley K., Patel, H., Coderre J. A., Ciesielski M. J., Fenstermaker R. A. Boronated epidermal growth factor as a delivery agent for neutron capture therapy of EGF receptor positive gliomas. Appl. Radiat. Isot. 2004, 61 (5): 981-5.
PL 224 408 B1
13. Hawthorne M. F., Wiersema R. J., Takasugi M. Preparation of tumor-specific boron compounds. 1. In vitro studies using boron-labeled antibodies and elemental boron as neutron targets.
J. Med. Chem. 1972, 15 (5): 449-52.
14. Paxton R. J., Beatty B. G., Varadarajan A., Hawthorne M. F. Carboranyl peptide-antibody conjugates for neutron-capture therapy: preparation, characterization and in vivo evaluation. Bioconjug Chem. 1992, 3 (3): 241-7.
15. Pak R. H., Primus F. J., Rickard-Dickson K. J., Ng L. L., Kane R. R., Hawthorne M. F.
Preparation and properties of nido-carborane-specific monoclonal antibodies for potential use in boron neutron capture therapy for cancer. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995, 92 (15): 6986-90.

Claims (3)

1. Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru, znamienny tym, że addukt klasteru boru z cyklicznym eterem poddaje się reakcji z białkiem lub peptydem, przy czym reakcję prowadzi się w roztworze wodnym lub wodno-organicznym, korzystnie w temperaturze pokojowej.
2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że klaster boru jest grupą 7,8-dikarba-nidoundekaboranową (nido-karboranylową), closo-dodekaboranową lub ich podstawionymi na atomie węgla lub boru pochodnymi.
3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że grupa metanokarboranowa zawiera atom metalu (Me) wybrany spośród dla Co, Fe, Cr, Rh.
PL398380A 2012-03-09 2012-03-09 Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze PL224408B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL398380A PL224408B1 (pl) 2012-03-09 2012-03-09 Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL398380A PL224408B1 (pl) 2012-03-09 2012-03-09 Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL398380A1 PL398380A1 (pl) 2013-09-16
PL224408B1 true PL224408B1 (pl) 2016-12-30

Family

ID=49156152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL398380A PL224408B1 (pl) 2012-03-09 2012-03-09 Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL224408B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL398380A1 (pl) 2013-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7753372B2 (ja) 重水素化カンプトテシン系誘導体及びその抗体薬物複合体
EP4227310A1 (en) Camptothecin derivative and ligand-drug conjugate thereof
TWI237022B (en) Novel acyl-dipeptide-like compounds bearing an accessory functional side chain spacer, a method for preparing the same and pharmaceutical compositions containing such products
Wang et al. Targeted delivery of paclitaxel to EphA2-expressing cancer cells
KR102097876B1 (ko) 항체-약물 접합체 중의 공유결합 링커 및 이의 제조방법 및 사용방법
JP5814366B2 (ja) 抗癌性誘導体、この調製および治療への使用
JP2020531474A (ja) トル様受容体7(tlr7)アゴニストとしての6−アミノ−7,9−ジヒドロ−8h−プリン−8−オン誘導体
JP2020531472A (ja) 免疫刺激因子トル様受容体7(tlr7)アゴニストとしての、6−アミノ−7,9−ジヒドロ−8h−プリン−8−オン誘導体
JP2020531469A (ja) 三環式基を有するトル様受容体7(tlr7)アゴニスト、そのコンジュゲート、ならびにそれらの方法および使用
JP2020531468A (ja) 免疫刺激因子トル様受容体7(tlr7)アゴニストとしての6−アミノ―7,9−ジヒドロ−8h−プリン−8−オン誘導体
Gazvoda et al. Palladium-mediated incorporation of carboranes into small molecules, peptides, and proteins
AU2022232674B2 (en) Anti-her2 antibody-immune agonist conjugate and applications thereof
JPS63166897A (ja) 免疫グロブリンコンジュゲート
Endo et al. In vitro cytotoxicity of a human serum albumin-mediated conjugate of methotrexate with anti-MM46 monoclonal antibody
US10654873B2 (en) Cytotoxic agents and conjugates thereof
Umemoto et al. Preparation and in vitro cytotoxicity of a methotrexate‐anti‐MM46 monoclonal antibody conjugate via an oligopeptide spacer
Shajari et al. Production and conjugation of truncated recombinant diphtheria toxin to VEGFR-2 specific nanobody and evaluation of its cytotoxic effect on PC-3 cell line
US9486535B2 (en) Methods of making and using nanostructures
PL224408B1 (pl) Sposób otrzymywania koniugatów białko-klaster boru w roztworze
EP1661584A1 (en) Use of conjugates of amatoxins and phallotoxins with macromolecules for cancer and inflammation therapy
Zhou et al. Kaleidoscope megamolecules synthesis and application using self-assembly technology
Edwards Targeting potential of antibody conjugates
US20240398970A1 (en) B7-h3 targeting antibody-drug conjugate, and preparation method therefor and use thereof
Zubareva et al. Chitosan nanoparticles targeted to the tumor-associated ganglioside GD2
El-Zaria et al. New strategy for synthesis of mercaptoundecahydrododecaborate derivatives via click chemistry: possible boron carriers and visualization in cells for neutron capture therapy