WO2021230600A1 - 대사항암제를 포함하는 항암용 조성물 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an ASCT2 inhibitor; biguanide-based compounds; And to a composition for anticancer comprising 2-deoxy-D-glucose, more specifically, ASCT2 inhibitor; biguanide-based compounds; It relates to an anticancer composition comprising 2-deoxy-D-glucose and optionally an inositol-based compound and/or an immune checkpoint inhibitor.
  • the Warburg effect is an energy metabolism phenomenon that determines the tissue that appears to be cancerous.
  • the glycolysis process which is a metabolic reaction of glucose, does not properly lead to the normal flow to the citric acid cycle or the electron transport system.
  • pyruvic acid a product of glycolysis, is fermented into lactic acid and released out of the cell. The first scientist to mention this was Otto Heinrich Warburg.
  • metformin As an antihyperglycemic agent, metformin has been used as the first-line treatment for type 2 diabetes for decades. Despite the widespread use of metformin as an antidiabetic treatment, its potential anticancer effect in mammals was first reported in 2001. Additionally, the first reports of a reduction in cancer risk in people with type 2 diabetes treated with metformin were published only 10 years ago. Since then, in many papers, metformin has shown consistent antiproliferative action in several cancer cell lines, including ovarian cancer, and in xenografts or transgenic mice.
  • metformin has been identified as a new class of complex I and ATP synthase inhibitors, acting directly on mitochondria, restricting respiration, making energy inefficient and reducing glucose metabolism through citric acid circulation (Andrzejewski et al., 2014; 2:12-25).
  • 2-deoxy-D-glucose has been considered as a potential anticancer agent because of the dependence of tumor cells on glycolysis.
  • 2-deoxy-D-glucose is a glucose analog, which can be readily taken up by glucose transporters, and acts as a competitive inhibitor of glycolysis, reducing ATP production, thereby preventing cell death through activation of caspase-3 in solid tumors. inducing (Zhang et al., Cancer Lett. 2014;355:176-183).
  • metformin and 2-deoxy-D-glucose are insufficient to sufficiently treat cancer and have limitations in that adverse reactions may occur during high-dose treatment (Raez et al., Cancer Chemother Pharmacol. 2013). ;71:523-530).
  • the combined treatment of metformin and 2-deoxy-D-glucose studied by Chung et al. showed that it was effective in breast cancer cell lines, but it was higher than the tolerable concentration in the human body or the administrable concentration in plasma. (Cheong et al., Mol Cancer Ther. 2011;10:2350-2362).
  • glutamine After being transported into cells, glutamine itself can contribute to nucleotide biosynthesis. In addition, it can be involved in protein folding by contributing to the synthesis of uridine diphosphate N-acetylglucosamine, and can be converted into glutamate by mitochondrial glutaminase.
  • glutamine poisoning in which cancer cells consume high amounts of glutamine to maintain survival or proliferation compared to normal cells. Based on this feature, several compounds have been developed to target the aberrant dependence of cancer cells on glutamine (Choi et al., Biomolecules & therapeutics. 2018;75:19-28).
  • CB-839 is a glutaminase inhibitor in phase II clinical trials (Harding et al., J. CLIN. ONCOL. 2015;33:2512-2512).
  • V-9302 a recently reported inhibitor of the glutamine transporter ASCT2 showed a promising antitumor response by inhibiting glutamine uptake in preclinical studies (Schulte et al., Nat Med. 2018;24:194-202).
  • interference with glutamic acid metabolism results in upregulation of glucose metabolism.
  • inositol hexaphosphate and inositol are contained in large amounts in most grains, seeds, and legumes, are natural organophosphorus compounds that are also present in mammalian cells, and exist together with a phosphate form with low phosphate (IP1-5).
  • Inositol hexaphosphate plays an important role in regulating important cellular functions such as signal transduction, cell proliferation and differentiation of various cells, and is recognized as a natural antioxidant (Shamsuddin et al., J Nutr. 2003;133:3778S-3784S). ).
  • inositol hexaphosphate and inositol co-administered with chemotherapy can reduce the side effects of chemotherapy and improve the quality of life of breast or colorectal cancer patients with liver metastases. and inositol, it is difficult to effectively inhibit cancer cell growth only with a combination preparation.
  • CTLA-4 primarily regulates T cell proliferation in lymph nodes
  • PD-1 primarily inhibits T cells in the tumor microenvironment.
  • These immune checkpoint inhibitors have recently demonstrated excellent efficacy against a wide variety of tumor types, particularly melanoma and non-small cell lung cancer, and have quickly become the standard treatment regimen for patients.
  • immune checkpoint inhibitors usually have immune-related side effects that harm the gastrointestinal tract, endocrine glands, skin and liver. Most of these side effects are known to be related to adverse reactions of the immune system as a result of activated T lymphocytes.
  • immune checkpoint inhibitors are effective in only a small number of patients.
  • the response rate of anti-PD-1/PD-L1 monotherapy is about 20% and that of anti-CTLA-4 is about 12%, indicating that there is a need for improvement (Borghaei et al., N Engl J Med. 2015; 373:1627-1639).
  • This low efficacy may be due to a lack of pre-existing tumor-associated T cell immunity (Elizabeth et al., Am J Clin Oncol. 2016 Feb; 39(1): 98-106).
  • the present invention is an ASCT2 inhibitor; biguanide compounds; a mixture of 2-deoxy-D-glucose; and optionally any one or more selected from the group consisting of inositol hexaphosphate, a pharmaceutically acceptable salt thereof, and inositol; And/or using an immune checkpoint inhibitor as a combination formulation, it provides a pharmaceutical composition for anticancer that can effectively inhibit cancer cell growth.
  • Another object of the present invention is to provide a food composition for preventing or improving cancer.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and (3) 2-deoxy-D-glucose as an active ingredient. It provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer.
  • the pharmaceutical composition for preventing or treating cancer is selected from the group consisting of (4) inositol hexaphosphate, a pharmaceutically acceptable salt thereof, and inositol as an additional active ingredient It may further include one or more of the
  • the pharmaceutical composition for preventing or treating cancer may further include (5) an immune checkpoint inhibitor as another additional active ingredient.
  • the pharmaceutical composition for the prevention or treatment of cancer includes (4) inositol hexaphosphate, a pharmaceutically acceptable salt thereof, and inositol as another additional active ingredient. at least one selected from; and (5) an immune checkpoint inhibitor.
  • the above pharmaceutical compositions according to the present invention have an excellent effect of effectively treating cancer with few side effects, including individual small amounts of active ingredients.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can use a smaller amount of individual compounds included in a combination therapy or formulation than when treated with a single compound, thereby significantly lowering the risk and/or severity of side effects while reducing the overall effect of treatment. It has the advantage of significantly increasing it.
  • composition according to the present invention can significantly inhibit the growth and proliferation of tumors. Specifically, by regulating the expression of genes involved in tumor growth and proliferation, an excellent effect can be exhibited in the treatment of diseases. For example, but not limited thereto, it reduces the expression level of any one or more selected from the group consisting of HIF-1 ⁇ , P70S6K, 4E-BP1 and PDK1.
  • the composition according to the present invention greatly inhibits cancer metastasis. Specifically, by regulating the expression of genes involved in tumor metastasis and invasion, an excellent effect can be exhibited in the treatment of diseases. For example, but not limited thereto, it reduces the expression level of any one or more selected from the group consisting of MMP-9, Pentraxin-3, CXCL12, PEDF, TIMP-1 and VEGF.
  • the combination therapy, combination formulation according to the present invention comprises a combination of ingredients, a combination.
  • the present invention provides a composition comprising (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (3) to a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer comprising 2-deoxy-D-glucose as an active ingredient.
  • the ASCT2 inhibitor may be any one or more selected from synthetic compounds and antibodies, and the synthetic compounds are V-9302, L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide (GPNA), 1,2,3-dithiazole. It may be any one selected from the group consisting of compounds or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and the antibody may be any one or more antibodies selected from the group consisting of KM4008, KM4012, KM4018, KM8094 and MEDI7247. The antibody may be purchased and used, for example, from a conventional antibody manufacturer, or may be prepared and used according to a known method for preparing an antibody.
  • GPNA L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide
  • the antibody may be purchased from Creativebiolabs.
  • KM4008 (CAT#: TAB-1006CLV), KM4012 (CAT#: TAB-1007CLV), KM4018 (CAT#: TAB-1008CLV-F(E)).
  • V-9302 is a compound having the structural formula of the following formula (1).
  • L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide is a compound having the structural formula of Formula 2 below.
  • the 1,2,3-dithiazole-based compound is a compound having the structural formula of Formula 3 below.
  • R 1 is halogen
  • R 2 is , , , , and is selected from
  • R 3 is hydrogen or C 1-6 alkyl
  • R 4 is any one selected from hydrogen, C 1-6 alkyl, and —NH 2 ,
  • R 5 is selected from —NH(CH 2 ) n C 6 H 6 and morpholinyl, n is an integer from 0 to 3,
  • Ar is aryl or heteroaryl; wherein said aryl is phenyl or naphthyl, said aryl is unsubstituted or halo, cyano, -OCF 3 , phenyloxy, nitro, C 1-6 alkyl, C 1-6 alkyloxy, hydroxy, , and
  • Z 1 and Z 2 are each independently selected from the group consisting of C, O, N and S;
  • the heteroaryl is pyridyl, pyrimidyl, quinolinyl, , and
  • Z 3 is selected from hydrogen, oxygen and sulfur; R 6 is hydrogen or halogen.
  • the halogen may be any one selected from chloro, bromo and iodo, and preferably chloro.
  • ASCT2 alanine-serine-cysteine transporter 2; also known as SLC1A5
  • ASCT2 alanine-serine-cysteine transporter 2; also known as SLC1A5
  • ASCT2 inhibitors are substances that can inhibit the metabolism of cancer cells.
  • SLC1A5 alanine-serine-cysteine transporter 2
  • ASCT2 inhibitor is applied in combination with a biguanide compound and 2-deoxy-D-glucose according to the present invention, glucose in cancer cells that may be generated by the combination of the biguanide compound and 2-deoxy-D-glucose It is possible to solve the problem of a low level of metabolic inhibition.
  • Glutamine is one of the most abundant non-essential amino acids in the body, but is essential for cancer cells. Glutamine metabolism is very important for energy metabolism for the growth and proliferation of tumor cells. Tumor cells were found to consume the most glutamine compared to other amino acids, and absorb glutamine through various glutamine transporters. Starvation of glutamine can interfere with tumor metabolism and inhibit tumor proliferation and survival. Glutamine is important for the synthesis of TCA cycle metabolites, nucleotides, splenic acid, antioxidants and ATP energy.
  • An ASCT2 inhibitor according to the present invention such as V-9302, inhibited glutamine uptake in preclinical studies and exhibited an antitumor response.
  • the composition according to the present invention prevents the breakdown of glucose in the tumor and reduces energy use by using a biguanide-based compound such as metformin in combination with 2-deoxy-D-glucose and an ASCT2 inhibitor that inhibits glutamine absorption. Not only can it effectively block the process, but it also exhibits a synergistic effect on anticancer through combination treatment. That is, the composition according to the present invention is preferable because the combination of the biguanide compound and 2-deoxy-D-glucose and the anticancer effect of the ASCT2 inhibitor are not simply added, but significantly improved.
  • the biguanide-based compound is, for example, metformin (Metformin) or phenformin (Phenformin).
  • metformin has the structural formula of Formula 4 below.
  • phenformin has the structural formula of Formula 5 below.
  • Biguanide-based drugs are not limited thereto, but may exhibit anticancer effects through a mechanism of action of activating an enzyme called AMPK (AMP-activated kinase), which plays a central role in regulating intracellular energy balance and nutrient metabolism.
  • AMPK AMP-activated kinase
  • metformin When metformin is orally administered to rats, the LD50 is 1,450 mg/kg, and it can be seen that metformin is a very safe compound, but there is still a problem that it must be used in a high dose.
  • phenformin was developed in the late 1950s as an oral diabetes treatment and was intended to be used for the treatment of non-insulin-dependent diabetes mellitus (type 2 diabetes). banned
  • the pharmaceutical composition of the present invention includes (3) 2-deoxy-D-glucose; as an active ingredient.
  • 2-deoxy-D-glucose has a structure represented by the formula (6).
  • the compound of Formula 6 has an effect as an inhibitor of glycolysis.
  • 2-deoxy-D-glucose as a derivative of glucose, has the effect of inhibiting glycolysis in glucose metabolism and inducing ER stress by inhibiting glycosylation of proteins in the ER.
  • 2-deoxy-D-glucose a glucose degradation inhibitor, was not shown to kill cancer cells by itself, but exhibits excellent anticancer effects by forming the complex treatment and combination preparation of the present invention.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may further include (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof as an additional active ingredient.
  • Inositol hexaphosphate inositol hexaphosphate
  • inositol inositol
  • inositol hexaphosphate and/or inositol can modulate several important pathways in cancer cells.
  • inositol hexaphosphate specifically has the structure of formula (7).
  • inositol specifically has the structure of formula (8).
  • inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof is used as an ASCT2 inhibitor, a biguanide-based compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and 2-deoxy
  • ASCT2 inhibitor a biguanide-based compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof
  • the biguanide-based compound such as metformin or phenformin
  • inositol hexaphosphate may be present in the form of a pharmaceutically acceptable salt.
  • an acid addition salt formed with a pharmaceutically acceptable free acid is useful.
  • pharmaceutically acceptable salt refers to a concentration having an effective action that is relatively non-toxic and harmless to a patient, and the side effects caused by this salt do not reduce the beneficial efficacy of the biguanide compound and inositol hexaphosphate. means any and all organic or inorganic addition salts that are not
  • hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, tartaric acid, etc. can be used as inorganic acids, and as organic acids, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, maleic acid, succinic acid, oxalic acid, Benzoic acid, tartaric acid, fumaric acid, manderic acid, propionic acid, citric acid, lactic acid, glycolic acid, gluconic acid, galacturonic acid, glutamic acid, glutaric acid, glucuronic acid, aspartic acid, ascorbic acid, carbonic acid, vanillic acid, hydroiodic acid and the like may be used, but are not limited thereto.
  • bases can be used to prepare pharmaceutically acceptable metal salts.
  • the alkali metal salt or alkaline earth metal salt is obtained, for example, by dissolving the compound in an excess alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide solution, filtering the undissolved compound salt, and then evaporating and drying the filtrate.
  • the metal salt it is pharmaceutically suitable to prepare a sodium, potassium, calcium, magnesium salt or a mixed salt thereof, but is not limited thereto.
  • a pharmaceutically acceptable salt of each of the biguanide compound (metformin or phenformin) and inositol hexaphosphate may be present in each of the biguanide compound (metformin or phenformin) and inositol hexaphosphate, unless otherwise indicated. salts of acidic or basic groups.
  • pharmaceutically acceptable salts may include sodium, potassium, calcium or magnesium salts of a hydroxyl group
  • other pharmaceutically acceptable salts of an amino group include hydrobromide, sulfate, hydrogen sulfate, phosphate, hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate, acetate, succinate, citrate, tartrate, lactate, mandelate, methanesulfonate (mesylate) and p-toluenesulfonate (tosylate) salts; It can be prepared through a method for preparing a known salt.
  • the salt of the biguanide compound (metformin or phenformin) of the present invention is a pharmaceutically acceptable salt, and any metformin or phenformin salt that exhibits anticancer effects equivalent to that of metformin or phenformin can be used, preferably For example, metformin hydrochloride, metformin succinate, metformin citrate or phenformin hydrochloride, phenformin succinate, phenformin citrate, etc. are possible, but are not limited thereto.
  • the inositol hexaphosphate salt of the present invention is a pharmaceutically acceptable salt, and any inositol hexaphosphate salt that exhibits an anticancer effect equivalent to that of inositol hexaphosphate can be used.
  • inositol hexaphosphate sodium, inositol hexaphosphate potassium, inositol Calcium hexaphosphate, inositol hexaphosphate ammonium, inositol hexaphosphate magnesium, inositol hexaphosphate calcium magnesium, and the like are possible, but not limited thereto.
  • the biguanide-based compound, 2-deoxy-D-glucose, and inositol hexaphosphate of the present invention also include derivatives thereof, respectively.
  • the "derivative” refers to a compound prepared by chemically changing a part of the compound, for example, introduction, substitution, or deletion of a functional group within the limit that the anticancer activity of the compound does not change, without limiting the present invention may be included.
  • inositol may exist in the form of various isomers. Isomers include both enantiomers and diastereomers. Any inositol that has an anticancer effect pharmaceutically can be used, preferably D-chiro-inositol, L-chiro-inositol, myo-inositol, and scyllo. Any one or more selected from the group consisting of inositol (scyllo-inositol) is possible, but is not limited thereto.
  • an anticancer complex therapy that can maximize the anticancer effect while minimizing side effects by using the minimum concentration of the anticancer agent was developed.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may further include (5) an immune checkpoint inhibitor as an additional active ingredient.
  • Immune checkpoint inhibitors can treat cancer by inhibiting immune evasion of cancer by blocking immune checkpoints that prevent the progression of an immune response in cancers with high immune suppression power.
  • Immune checkpoint inhibitors are a new tumor treatment developed as a result of a lot of understanding of the human immune system due to the development of the field of immunology, and are widely used in anticancer strategies.
  • Exemplary mechanisms for exhibiting anticancer effects using immune checkpoint inhibitors include a mechanism of T lymphocyte suppression by CTLA-4 and a mechanism of PD-1/PD-L1 suppressing previously activated T lymphocytes.
  • treatment using only immune checkpoint inhibitors has been reported to have limitations such as low therapeutic efficiency and insufficient effect.
  • the pharmaceutical composition of the present invention comprises (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof (5) administered in combination with an immune checkpoint inhibitor to achieve a synergistic complementary effect Therefore, it is possible to improve the prevention and treatment of cancer.
  • the immune checkpoint inhibitor according to the present invention may be an antibody, a fusion protein, an aptamer or an immune checkpoint protein-binding fragment thereof.
  • the immune checkpoint inhibitor is an anti-immune checkpoint protein antibody or antigen-binding fragment thereof.
  • Immune checkpoint inhibitors of the present invention include an anti-CTLA-4 antibody, derivative or antigen-binding fragment thereof; anti-PD-L1 antibody, derivative or antigen-binding fragment thereof; anti-LAG-3 antibody, derivative or antigen-binding fragment thereof; anti-OX40 antibody, derivative or antigen-binding fragment thereof; anti-TIM3 antibody, derivative or antigen-binding fragment thereof; And it may be any one or more selected from the group consisting of an anti-PD-1 antibody, a derivative thereof, or an antigen-binding fragment thereof, preferably an anti-CTLA-4 antibody, an anti-PD-1 antibody, and an anti-PD-L1 It may be any one or more selected from the group consisting of.
  • the antibody may be purchased and used, for example, from a conventional antibody manufacturer, or may be prepared and used according to a known method for preparing an antibody.
  • immune checkpoint inhibitors include Ipilimumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; Tremelimumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; Nivolumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; pembrolizumab, a derivative thereof or an antigen-binding fragment thereof; Pidilizumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; Atezolizumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; Durvalumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; Avelumab, a derivative or antigen-binding fragment thereof; BMS-936559, a derivative or antigen-binding fragment thereof; BMS-986016, a derivative or antigen-binding fragment thereof; GSK3174998, a derivative or antigen-binding fragment thereof; TSR-022, a derivative or antigen-binding fragment thereof; MBG453, a derivative or antigen-binding fragment thereof; LY3321367
  • the immune checkpoint inhibitor may be a small molecule compound that has an effect as the above-mentioned immune checkpoint inhibitor or is involved in its inhibitory mechanism.
  • These small molecule compounds may be, for example, small molecule compounds that bind to immune checkpoint proteins or are involved in mechanisms related to immune checkpoint inhibition.
  • the low molecular weight compounds are BMS-202 (source: BMS), BMS-8 (source: BMS), CA170 (source: Curis/Aurigene), CA327 (source: Curis/Aurigene), Epacadostat, GDC-0919, BMS- 986205 and the like. Any small molecule compound that is used as an immune checkpoint inhibitor or has a related effect may be used without limitation.
  • ASCT2 inhibitors a biguanide-based compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and 2-deoxy-D-glucose;
  • composition comprising an ASCT2 inhibitor, a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, 2-deoxy-D-glucose, and inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof;
  • composition comprising an ASCT2 inhibitor, a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, 2-deoxy-D-glucose, and inositol;
  • composition comprising an ASCT2 inhibitor, a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, 2-deoxy-D-glucose, inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and inositol; or
  • composition comprising an ASCT2 inhibitor, a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, 2-deoxy-D-glucose, inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt, and an immune checkpoint inhibitor;
  • composition comprising an ASCT2 inhibitor, a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, 2-deoxy-D-glucose, inositol, and an immune checkpoint inhibitor; and
  • a composition comprising an ASCT2 inhibitor, a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, 2-deoxy-D-glucose, inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, and an immune checkpoint inhibitor can
  • the ASCT2 inhibitor is, for example, V-9302, L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide (GPNA), 1,2,3-dithiazole-based compounds, antibody KM4008, antibody KM4012, antibody KM4018 , antibody KM8094 and antibody MEDI7247 It may be any one or more selected from the group consisting of. More preferably, at least one compound selected from the group consisting of V-9302, L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide (GPNA), 1,2,3-dithiazole compounds, or KM4008, KM4012, KM4018, KM8094 and It may be any one or more antibodies selected from the group consisting of MEDI7247, preferably V-9302.
  • GPNA L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide
  • MEDI7247 preferably V-9302.
  • the composition for preventing or treating cancer of the present invention is V-9302/metformin/2-deoxy -D-glucose combination therapy, combination formulation, V-9302/metformin/2-deoxy-D-glucose/inositol hexaphosphate combination therapy, combination formulation, V-9302/metformin/2-deoxy-D-glucose /Inositol combination therapy, combination formulation, V-9302/metformin/2-deoxy-D-glucose/inositol hexaphosphate/inositol combination therapy, combination formulation, V-9302/metformin/2-deoxy-D-glucose Combination therapy of /inositol hexaphosphate/inositol/anti-CTLA-4 antibody, combination formulation, V-9302/metformin/2-deoxy-D-glucose/inosi
  • the composition for preventing or treating cancer of the present invention is V-9302/phenformin Combination therapy of /2-deoxy-D-glucose, combination formulation, V-9302/phenformin/2-deoxy-D-glucose/inositol hexaphosphate combination therapy, combination formulation, V-9302/phenformin 2-deoxy-D-glucose/inositol combination therapy, combination formulation, V-9302/phenformin/2-deoxy-D-glucose/inositol hexaphosphate/inositol combination therapy, combination formulation, V-9302 /phenformin/2-deoxy-D-glucose/inositol hexaphosphate/inositol/combination therapy of anti-CTLA-4 antibody, combination formulation, V-9302/phenformin/2-deoxy-D-glucose/ Combination therapy of anti-CTLA-4 antibody, combination formulation, V-9302/phenformin/2-deoxy-D-glucose/ Combin
  • the combination therapy of V-9302/metformin/2-deoxy-D-glucose and the combination formulation showed a very high effect in reducing tumor size than a single formulation of each compound or a combination containing two compounds.
  • the pharmaceutical composition according to the present invention can inhibit cancer with a remarkably excellent effect in an animal model of cancer. That is, according to the present invention, an ASCT2 inhibitor;
  • an ASCT2 inhibitor Each of the biguanide compounds, 2-deoxy-D-glucose, inositol hexaphosphate, inositol and immune checkpoint inhibitors, when used alone, has insufficient anticancer effect and must be used in excess, but a combination therapy or formulation combining the compounds It was confirmed that even a small amount can effectively kill cancer cells.
  • the weight ratio of the combination of each compound is not particularly limited.
  • ASCT2 inhibitors such as V-9302, L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide (GPNA), 1,2,3-dithiazole compounds, antibody KM4008, antibody KM4012, antibody KM4018, antibody KM8094 and antibody Any one or more selected from the group consisting of MEDI7247 may be used in a single dose within the range of 1-200 mg/kg.
  • GPNA L- ⁇ glutamyl-p-nitroanilide
  • MEDI7247 any one or more selected from the group consisting of MEDI7247 may be used in a single dose within the range of 1-200 mg/kg.
  • Components other than the ASCT2 inhibitor may be used in the following ranges depending on the type of cancer to be treated.
  • the weight ratio of metformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof to 2-deoxy-D-glucose may be in the range of 1:0.2 to 1:5, and the relative amount of the combination may vary depending on the type of cancer being treated. .
  • the weight ratio of phenformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof to 2-deoxy-D-glucose may range from 1:1 to 1:50, and the relative amount of the combination may vary depending on the type of cancer being treated.
  • the weight ratio of metformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof: 2-deoxy-D-glucose: inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof is in the range of 1:0.2:0.5 to 1:5:20.
  • the relative amount of the combination may vary depending on the type of cancer to be treated.
  • the weight ratio of phenformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof: 2-deoxy-D-glucose: inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof is 1:1:1 to 1:50:200 may be in the range of, and the relative amount of the combination may vary depending on the type of cancer to be treated.
  • the weight ratio of metformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof: 2-deoxy-D-glucose: inositol may range from 1:0.2:0.5 to 1:5:20, depending on the type of cancer being treated. Depending on the combination, the relative amount may vary.
  • the weight ratio of phenformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof: 2-deoxy-D-glucose: inositol may be in the range of 1:1:1 to 1:50:200, and the cancer to be treated The relative amount of the combination may vary depending on the type of .
  • the weight ratio of metformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof: 2-deoxy-D-glucose: inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof: inositol is 1:0.2:0.5:0.5 to 1: It may be in the range of 5:20:20, and the relative amount of the combination may vary depending on the type of cancer being treated.
  • the weight ratio of phenformin or a pharmaceutically acceptable salt thereof: 2-deoxy-D-glucose: inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof: inositol is 1:1:1:1 to It may be in the range of 1:50:200:200, and the relative amount of the combination may vary depending on the type of cancer being treated.
  • an immune checkpoint inhibitor monoclonal antibodies such as anti-CTLA4 antibody, anti-PD-1 antibody, anti-LAG-3 antibody, anti-OX40 antibody, anti-TIM3 antibody, anti-PD-1 antibody And any one or more selected from the group consisting of an anti-PD-L1 antibody may be used in a single dose within the range of 0.01-25 mg/kg.
  • cancer is a disease related to the regulation of cell death, and refers to a disease caused by excessive cell proliferation when the normal balance of apoptosis is disrupted. In some cases, these abnormal hyperproliferative cells invade surrounding tissues and organs, form a mass, and destroy or modify the normal structure of the body. This condition is called cancer.
  • a tumor refers to an abnormally grown mass due to the autonomous overgrowth of body tissues, and can be divided into benign tumors and malignant tumors. Malignant tumors grow very rapidly compared to benign tumors, and metastasis occurs while infiltrating surrounding tissues, threatening life.
  • Such malignant tumors are commonly called 'cancer', and the types of cancer include cerebrospinal tumor, brain cancer, head and neck cancer, lung cancer, breast cancer, such as triple negative breast cancer, thymoma, esophageal cancer, stomach cancer, colorectal cancer, liver cancer, and pancreatic cancer.
  • biliary tract cancer kidney cancer, bladder cancer, prostate cancer, testicular cancer, germcytoma, ovarian cancer, cervical cancer, endometrial cancer, lymphoma, leukemia such as acute or chronic leukemia, osteosarcoma, multiple myeloma, sarcoma, melanoma, malignant melanoma and skin cancer.
  • the anticancer composition of the present invention can be used without limitation on the type of cancer, but for the purpose of the present invention, liver cancer, lung cancer, stomach cancer, pancreatic cancer, colorectal cancer, cervical cancer, breast cancer, prostate cancer, ovarian cancer, brain cancer, osteosarcoma, bladder cancer, It can be usefully used for the prevention or treatment of any one or more cancers selected from the group consisting of head and neck cancer, kidney cancer, melanoma, leukemia, and lymphoma.
  • prevention or treatment refers to any action that inhibits or delays the onset of cancer by using the pharmaceutical composition, combination therapy, or combination preparation according to the present invention. It means any action that improves cancer or changes it beneficially by using it.
  • the present invention provides a subject in need of prevention or treatment of cancer (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and (3) 2-deoxy-D-glucose in a therapeutically effective amount.
  • the method may further comprise (4) administering inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof in a therapeutically effective amount.
  • the method further comprises administering (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof, and (5) an immune checkpoint inhibitor in a therapeutically effective amount.
  • the pharmaceutical composition for preventing or treating cancer of the present invention may additionally include a chemotherapeutic agent for cancer treatment, if necessary, in addition to the above-mentioned active ingredients.
  • the pharmaceutical composition for preventing or treating cancer of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the composition of the present invention is suitable for each purpose of use, and oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc., sterile injection solutions, external preparations such as ointments, It may be formulated and used as a suppository, and carriers, excipients and diluents that may be included in the composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, mineral
  • Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and such solid preparations include at least one excipient, for example, starch, calcium carbonate, sucrose, lactose, gelatin, etc. in the composition. Mix and formulate. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used. Liquid formulations for oral administration include suspensions, solutions, emulsions, syrups, etc. In addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents, various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives may be included. have.
  • Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories.
  • Non-aqueous solvents and suspending agents include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate.
  • the base for injection may include conventional additives such as solubilizing agents, isotonic agents, suspending agents, emulsifying agents, stabilizing agents and preservatives.
  • composition of the present invention may be administered using various methods such as oral, intravenous, subcutaneous, intradermal, intranasal, intraperitoneal, intramuscular, and transdermal, and the dosage may vary depending on the age, sex, and weight of the patient. It can be readily determined by one of ordinary skill in the art.
  • the dosage of the composition according to the present invention may be increased or decreased depending on the route of administration, the type of cancer, the degree of disease, sex, weight, age, etc.
  • the single dose is 1 to 200 mg/kg (body weight), when using metformin as a biguanide compound, 1 to 50 mg/kg (body weight) per day, when using phenformin 1 0.1 to 10 mg/kg body weight per day, 2-deoxy-D-glucose 1 to 100 mg/kg body weight per day, inositol hexaphosphate 1 to 150 mg/kg body weight per day, and inositol Silver 1 to 150 mg/kg (body weight) per day, when using a monoclonal antibody anti-PD-1 as an immune checkpoint inhibitor, a single dose is 0.01 to 10 mg/kg (body weight).
  • the scope of the present invention is not limited by the dosage.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (3) to a method for preventing or treating cancer by administering 2-deoxy-D-glucose (2-deoxy-D-glucose) to an individual in need thereof.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; And (4) inositol hexaphosphate (inositol hexaphosphate) or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol (inositol), or a mixture thereof is administered to a subject in need thereof to a method for preventing or treating cancer.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof, and (5) an immune checkpoint inhibitor to a subject in need thereof to prevent or It's about how to treat.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (3) to a composition for use in the prevention or treatment of cancer comprising 2-deoxy-D-glucose (2-deoxy-D-glucose).
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; and (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof, for use in the prevention or treatment of cancer.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof, and (5) a composition for use in the prevention or treatment of cancer comprising an immune checkpoint inhibitor is about
  • the present invention provides a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising: (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; and (3) 2-deoxy-D-glucose.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising: (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; and (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising: (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof, and (5) the use of an immune checkpoint inhibitor.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (3) to a food composition for preventing or improving cancer comprising 2-deoxy-D-glucose as an active ingredient.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; and (4) inositol hexaphosphate or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol, or a mixture thereof as an active ingredient.
  • the present invention provides (1) an ASCT2 inhibitor; (2) a biguanide compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof; (3) 2-deoxy-D-glucose; (4) inositol hexaphosphate (inositol hexaphosphate) or a pharmaceutically acceptable salt thereof, inositol (inositol), or a mixture thereof, and (5) to a food composition for the prevention or improvement of cancer further comprising an immune checkpoint inhibitor will be.
  • composition may include food pharmaceutically acceptable food supplement additives.
  • the term "food supplement additive” refers to a component that can be supplementally added to food, and is added to manufacture health functional food of each formulation, and those skilled in the art can appropriately select and use it.
  • food supplement additives include various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), synthetic flavoring agents and flavoring agents such as natural flavoring agents, coloring agents and fillers, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol, carbonation agents used in carbonated beverages, etc. are included, but the types of food supplement additives of the present invention are not limited by the above examples.
  • the food composition of the present invention may include a health functional food.
  • health functional food used in the present invention refers to food manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, etc. using raw materials or ingredients useful for the human body.
  • the term 'functionality' refers to obtaining useful effects for health purposes such as regulating nutrients or physiological effects on the structure and function of the human body.
  • the health functional food of the present invention can be manufactured by a method commonly used in the art, and at the time of manufacture, it can be prepared by adding raw materials and components commonly added in the art.
  • the dosage form of the health functional food may also be manufactured without limitation as long as it is a dosage form recognized as a health functional food.
  • composition for food of the present invention can be prepared in various forms, and unlike general drugs, it has the advantage that there are no side effects that may occur during long-term administration of the drug using food as a raw material, and has excellent portability, and the present invention health functional food can be taken as an adjuvant to enhance the effect of anticancer drugs.
  • composition according to the present invention exhibits broad and improved indications for various carcinomas by using a metabolizing anticancer agent with limited indications in combination. Therefore, it is possible to effectively kill cancer even with a much smaller amount of the drug as compared to single use, thereby solving the problem of having to be used in excess and selectively treating cancer while minimizing side effects.
  • the composition according to the present invention can exhibit a more remarkable synergistic effect by additional combination of an inositol-based compound and an immune checkpoint inhibitor, as well as expand indications to various anti-carcinomas. It can be usefully used as a combination preparation for the prevention or improvement of
  • Figure 2 is a cancer cell derived from human lung A549 cell line metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) alone and in combination with cells by treatment It is a graph showing the survival rate as a percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • Figure 3 shows the cell viability by treatment alone and in combination with metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) for the AGS cell line, which is a cancer cell derived from the human stomach. is a graph expressed as a percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • metformin MET
  • 2-deoxy-D-glucose 2DG
  • V-9302 V-9302
  • IP6 inositol hexaphosphate
  • Figure 5 shows the treatment of metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) alone and in combination with respect to the DLD-1 cell line, a cancer cell derived from the human colon. It is a graph showing the cell viability by percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • Figure 7 shows metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) alone and in combination against the human breast-derived cancer cell line MDA-MB-231 It is a graph showing the cell viability by treatment as a percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • Figure 8 shows the treatment of metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) alone and in combination with respect to the PC-3 cell line, a cancer cell derived from the human prostate. It is a graph showing the cell viability by percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • Figure 10 shows cells by treatment alone and in combination with metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) for T24 cell line, a cancer cell derived from human bladder. It is a graph showing the survival rate as a percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • metformin MET
  • 2-deoxy-D-glucose 2DG
  • V-9302 2-deoxy-D-glucose
  • IP6 inositol hexaphosphate
  • Figure 11 is a human cancer cell line glioblastoma (U-87 MG) metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) alone and in combination treatment It is a graph showing the cell viability by percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • Figure 12 shows the treatment of metformin (MET), 2-deoxy-D-glucose (2DG), V-9302, and inositol hexaphosphate (IP6) alone and in combination with respect to the Saos-2 cell line, which is a cancer cell derived from human bone meat. It is a graph showing the cell viability by percentage. ****p ⁇ 0.0001.
  • 13 is a graph measuring tumor volume changes according to single and combined administration of MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, and anti-PD-1 antibody at 3-day intervals in an animal model. Statistical analysis was performed by two-way ANOVA testing using Tukey's multiple comparisons post hoc analysis using GraphPad Prism 6.0 software. **p ⁇ 0.01, ****p ⁇ 0.0001.
  • FIG. 14 is a graph measuring tumor volume changes according to single and combined administration of MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, and anti-PD-L1 antibodies in an animal model at 3-day intervals. Statistical analysis was performed by two-way ANOVA testing using Tukey's multiple comparisons post hoc analysis using GraphPad Prism 6.0 software. **p ⁇ 0.01, ****p ⁇ 0.0001.
  • 15 is a graph measuring tumor volume changes according to single and combined administration of MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, and anti-CTLA-4 antibodies in an animal model at 3-day intervals. Statistical analysis was performed by two-way ANOVA testing using Tukey's multiple comparisons post hoc analysis using GraphPad Prism 6.0 software. **p ⁇ 0.01, ****p ⁇ 0.0001.
  • Figure 16 is a protein (HIF-1 ⁇ , P70S6K (T-421), 4E-BP1 (HIF-1 ⁇ , P70S6K (T-421), 4E-BP1 (HIF-1 ⁇ , P70S6K (T-421)) T-36), a graph confirming the expression change of PDK1). *p ⁇ 0.05, **p ⁇ 0.01, ***p ⁇ 0.001, ****p ⁇ 0.0001.
  • 17 is a protein (MMP-9, Pentraxin-3, CXCL12, PEDF, TIMP-1) related to metastasis and penetration of cancer cells according to complex treatment of MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, and anti-PD-L1 antibody , VEGF) is a graph confirming the expression change. *p ⁇ 0.05, **p ⁇ 0.01, ***p ⁇ 0.001, ****p ⁇ 0.0001.
  • V-9302 was used as an ASCT2 inhibitor.
  • metformin hydrochloride Metalformin HCl
  • Metformin HCl metformin hydrochloride
  • inositol hexaphosphate Phytic acid
  • myo-inositol myo-inositol was used among the isomers of inositol. These isomers are not limited by the examples.
  • the cells used in this test were tumor cells, including liver cancer (HepG2), lung cancer (A549), stomach cancer (AGS), pancreatic cancer (PANC-1), colorectal cancer (DLD-1), cervical cancer (HeLa), and breast cancer (MDA-MB).
  • -231 prostate cancer (PC-3), ovarian cancer (SK-OV-3), bladder cancer (T24), glioblastoma (U-87 MG), osteosarcoma (Saos-2), and mouse-derived breast cancer (4T1).
  • Prostate (PZ-HPV-7), colon (CCD-18Co), and lung (MRC5) cell lines were used as non-tumor cells. All cell lines were Korean Cell Line Bank or ATCC (American Type Culture). Collection, Rockville, MD) was purchased and used.
  • the cells were prepared by adding 10% fetal bovine serum (FBS, Hyclone) and 1% penicillin/streptomycin (P/S, Hyclone) to Roswell Park Memorial Institute 1640 Medium (RPMI1640, Hyclone, Logan, UT, USA). was used, and maintained and cultured in a 37 °C incubator (5% CO 2 /95% air). When the cells were filled to about 80% of the culture dish, the monolayer of the cells was washed with phosphate-buffered saline (PBS, Hyclone) and subcultured with 0.25% trypsin-2.65 mM EDTA (Hyclone), and the medium was changed every 2 days.
  • FBS fetal bovine serum
  • P/S penicillin/streptomycin
  • V-9302 an inhibitor of ASCT2
  • ASCT2 an inhibitor of ASCT2
  • V-9302 was purified by reverse phase (C-18) column chromatography (10-90% acetonitrile in a water gradient over 60 min) to give a final yield of up to 65% over 2 steps.
  • Compound identity was confirmed by 1H-NMR and 13C-NMR.
  • Metformin hydrochloride (Metformin HCl, hereinafter MET), 2-deoxy-D-glucose (hereinafter 2DG), inositol hexaphosphate (Phytic acid, hereinafter IP6), myo-inositol (hereinafter referred to as myo-inositol) Ins) was purchased from Sigma (St. Louis, USA).
  • As monoclonal antibodies anti-mouse PD-1 mAb (RMP1-14), anti-mouse PD-L1 mAb (10F.9G2), and anti-mouse CTLA-4 mAb (UC10-4F10-11) were purchased from BioXcell. Stored and handled as indicated by the manufacturer.
  • the cytotoxicity of V-9302, MET, 2DG and IP6 was confirmed by MTT assay [3-(4,5-dimethyl thiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay].
  • MTT assay [3-(4,5-dimethyl thiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay].
  • the medium from each well is removed, and MET, 2DG, and IP6 for each cell are added by concentration or by mixing the serum. It was treated with media not containing it.
  • PBS was added into the medium. After incubation at 37 ° C. containing CO 2 for 48 hours, the medium including the control and mixture was removed, and MTT (Sigma Aldrich, St.
  • reagent 0.5 mg/ml was used at 37 ° C. incubated for hours. Thereafter, the medium containing the MTT reagent was removed cleanly, and the MTT formazan crystals formed by living cells were dissolved by adding DMSO (Sigma) and leaving it at room temperature for more than 15 min. Absorbance was measured at a wavelength of 560 nm using a microplate reader (BioTek ® Instruments, Inc., Winooski, VT, USA).
  • the cells (3-4 ⁇ 10 5 cells/well) were seeded in a 96-well plate, and the cell proliferation inhibition rate was confirmed by treating each concentration with V-9302, MET, 2DG and IP6 as a single agent drug.
  • a combination drug As a combination drug, it was treated with a drug concentration corresponding to IC 50 of a combination formulation consisting of two or more compounds selected from the group consisting of V-9302, MET, 2DG and IP6. All cell lines were cultured for 48 hours at the concentration of a single or combined preparation, and the growth inhibitory effect was measured by MTT assay.
  • mice Five-week-old, female BALB/c mice without specific pathogen free were purchased from Dooyeol Biotech Co., Ltd. and used. After one week of quarantine and adaptation, healthy animals without weight loss were selected and used for the experiment.
  • Experimental animals were bred in a breeding environment set at a temperature of 23 ⁇ 3 °C and relative humidity of 50 ⁇ 10%, ventilation frequency of 10-15 times/hour, illumination time of 12 hours (08:00 - 20:00), and illuminance of 150 - 300 Lux. . During the entire period of the test, the experimental animals were allowed to freely ingest solid feed for laboratory animals (Cargill Agripurina Co., Ltd.) and drinking water.
  • mice were subjected to an adaptation period of 1 week, and after injection of 4T1 breast cancer cells (1 ⁇ 10 5 cells/mouse) into the left mammary adipose tissue of the experimental animals, tumor tissue was observed with the naked eye.
  • the size of the experimental animal tumor tissue on experimental method 10 test groups (control, V-9302 group (70 mg / kg V-9302 ), MET group (MET 500 mg / kg on the basis of when 3 about 50 mm), 2DG group (2DG 1000 mg/kg), IP6(+Ins) group (IP6 800 mg/kg + Ins 200 mg/kg), mAb group (monoclonal antibody (anti-PD1 antibody or anti-PD-L1 antibody or anti -CTLA-4 antibody) as 150 ⁇ g/mouse), 2DG+V-9302 group (2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg), MET+2DG group (MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg) kg), MET+2DG+V-9302 group (MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg), MET+2DG+V-9302+IP6(+Ins) group (MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg +
  • test substance monoclonal antibody was intraperitoneally administered every 4 days with the test group separation time of day 1
  • test substance V-9302 was intraperitoneally administered daily with the test group separation time of day 1
  • test substances MET, 2DG, IP6(+Ins ) was dissolved in distilled water until the end of the test with the time of separation of the test group as day 1 and administered orally for 3 weeks at a certain time.
  • the body weight of the experimental animals was measured at a fixed time once a week from the day of administration of the test substance.
  • the tumor volume was measured using a digital caliper at 3-day intervals, and the tumor length and width were measured, and the tumor volume was calculated by substituting it into the following formula.
  • Tumor volume (mm 3 ) (width 2 ⁇ length) / 2
  • Lysate buffer solution (20 mmol/L Hepes, pH 7.5, 150 mmol/L NaCl, 1% Triton X-100, 1 mmol/L EDTA, 1 mmol/L EGTA, 100 mmol/L NaF) in tumor tissue , 10 mmol/L sodium pyrophosphate, 1 mmol/L Na3VO4, 20 ⁇ g/mL aprotinin, 10 ⁇ g/mL antipain, 10 ⁇ g/mL leupeptin, 80 ⁇ g/mL benzamidine HCl, 0.2 mmol/L PMSF) Homogenized with a genizer.
  • the amount of protein in tumor tissue lysate was measured using a BCA protein assay kit (Thermo Scientific). Proteome Profiler Mouse Apoptosis Array Kit (R&D Systems), Proteome Profiler Mouse Angiogenesis Array Kit (R&D Systems), and Raybio C-Series Human and Mouse AKT Pathway Phosphorylation to measure the relative levels of protein phosphorylation and metastasis-related proteins in tumor tissues Array C1 (RayBiotech, Inc.) was used to measure three times according to the method suggested by the manufacturer. The protein expression level of the detected dots was quantified using ImageQuant(TM) LAS 500 imaging systems (GE Healthcare Bio-Sciences AB).
  • Example 1 Cell viability after administration of V-9302, MET, 2DG and IP6 alone and in combination
  • liver cancer HepG2
  • lung cancer A549
  • stomach cancer A549
  • pancreatic cancer PANC-1
  • colorectal cancer DLD-1
  • cervical cancer HeLa
  • MDA-MB breast cancer
  • -231 prostate cancer (PC-3), ovarian cancer (SK-OV-3), bladder cancer (T24), glioblastoma (U-87 MG), osteosarcoma (Saos-2), MET, 2DG and IP6
  • liver cancer HepG2
  • 2DG at a concentration of 1 mM
  • V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M
  • IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than the single and double combination treatment including the control group.
  • the quadruple combination (MET + 2DG + V-9302 + IP6) group viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • Figure 2 shows the survival rate in lung cancer (A549) cell line treated alone and in combination with MET at a concentration of 4 mM, 2DG at a concentration of 1 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than the single and double combination treatment including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • FIG. 3 shows the viability in gastric cancer (AGS) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 2 mM, 2DG at a concentration of 0.7 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than the single and double combination treatment including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • Figure 4 shows the viability in pancreatic cancer (PANC-1) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 5 mM, 2DG at a concentration of 0.7 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than those treated with the single and double combinations including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • Figure 5 shows the survival rate in colon cancer (DLD-1) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 5 mM, 2DG at a concentration of 0.4 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than the single and double combination treatment including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • FIG. 6 shows viability in cervical cancer (HeLa) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 6 mM, 2DG at a concentration of 0.5 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than those treated with the single and double combinations including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • Figure 7 shows the survival rate in breast cancer (MDA-MB-231) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 6 mM, 2DG at a concentration of 1 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than the single and double combination treatment including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • FIG. 8 shows the viability in prostate cancer (PC-3) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 5 mM, 2DG at a concentration of 1 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than those treated with the single and double combinations including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • FIG. 9 shows the viability in ovarian cancer (SK-OV-3) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 5 mM, 2DG at a concentration of 0.5 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than the single and double combination treatment including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • Figure 10 shows the survival rate in bladder cancer (T24) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 4 mM, 2DG at a concentration of 1 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than those treated with the single and double combinations including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • FIG. 11 shows viability in glioblastoma (U-87 MG) cell lines treated alone and in combination with MET at a concentration of 5 mM, 2DG at a concentration of 0.4 mM, V-9302 at a concentration of 6 ⁇ M, and IP6 at a concentration of 1 mM.
  • the triple combination (MET + 2DG + V-9302) group had a significant decrease in viability (P ⁇ 0.0001) than those treated with the single and double combinations including the control group.
  • viability was significantly reduced (P ⁇ 0.0001) compared to treatment with single, double, and triple combinations including the control group.
  • Example 2.1 Effect of V-9302, MET, 2DG, IP6, Ins and anti-PD-1 alone and in combination on tumor volume change
  • the test group When the size of the tumor tissue was about 50 mm 3 , the test group was classified and the test substance administration was started, and the tumor volume was measured every 3 days from the start date of the test substance administration. As shown in FIG. 13 , from the third day of administration of the test substance, the tumor volume of the single and combination treatment groups showed a tendency to decrease compared to the control group.
  • the group (MET + 2DG + V-9302) of the combination formulation on the 21st day of administration of the test substance showed a significant difference from the single and double combination groups including the control group (P ⁇ 0.001).
  • P ⁇ 0.0001 the medium complex group
  • the (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + anti-PD-1) group showed the highest reduction in tumor volume, indicating a high tumor growth inhibitory effect.
  • Example 2.2 Effect of V-9302, MET, 2DG, IP6, Ins and anti-PD-L1 alone and in combination on tumor volume change
  • the test group When the size of the tumor tissue was about 50 mm 3 , the test group was classified and the test substance administration was started, and the tumor volume was measured every 3 days from the start date of the test substance administration. As shown in FIG. 14 , from the third day of administration of the test substance, the tumor volume of the single and combination treatment groups showed a tendency to decrease compared to the control group.
  • the group (MET + 2DG + V-9302) showed a significant difference from the single and double combination groups including the control group (P ⁇ 0.01).
  • P ⁇ 0.0001 the medium complex treatment group
  • the (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + anti-PD-L1) group showed the highest reduction in tumor volume, indicating a high tumor growth inhibitory effect.
  • Example 2.3 Effect of V-9302, MET, 2DG, IP6, Ins and anti-CTLA-4 alone and in combination on tumor volume change
  • the test group When the size of the tumor tissue was about 50 mm 3 , the test group was classified and the test substance administration was started, and the tumor volume was measured every 3 days from the start date of the test substance administration. As shown in FIG. 15 , from the third day of administration of the test substance, the tumor volume of the group treated alone and in combination showed a tendency to decrease compared to the control group.
  • the group (MET + 2DG + V-9302) of the combination formulation on the 21st day of administration of the test substance showed a significant difference from the single and double combination treatment groups including the control group (P ⁇ 0.01).
  • the medium complex group (P ⁇ 0.0001) In tumor volume, the (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + anti-CTLA-4) group showed the highest reduction in tumor volume, indicating a high tumor growth inhibitory effect.
  • Angiogenesis arrays were performed using tumor tissue lysate to investigate the effects of test substances on changes in various metastasis-related proteins in tumor tissues.

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Abstract

본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)을 유효성분으로; 또는 이에 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 유효성분으로; 또는 이에 (5) 면역체크포인트 억제제를 유효성분으로 더 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 조성물은 과량으로 사용해야만 하는 문제점을 가진 특정 약물들을 적절히 조합하여 상승적 항암 효과를 나타내어 적은 양으로도 암세포를 사멸시키고 효과적으로 암을 치료할 수 있다. 더욱이 본 발명의 조성물은 정상 세포에서 독성을 나타내지 않으면서 암세포 특이적으로 독성효과를 나타내어 부작용없이 암세포만을 사멸시킬 수 있으므로 항암제 및 암의 예방 또는 개선을 위한 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

대사항암제를 포함하는 항암용 조성물
본 발명은 ASCT2 억제제; 비구아나이드계 화합물; 및 2-데옥시-D-글루코스를 포함하는 항암용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ASCT2 억제제; 비구아나이드계 화합물; 2-데옥시-D-글루코스 및 선택적으로 이노시톨계 화합물 및/또는 면역체크 포인트 억제제를 포함하는 항암용 조성물에 관한 것이다.
바르부르크 효과(Warburg effect)는 암으로 보이는 조직을 판단하는 에너지 대사 현상으로 포도당의 대사 경로가 비정상적으로 커지게 작동함으로서 포도당의 대사반응인 해당과정이 시트르산 회로나 전자전달계로의 정상적인 흐름으로 제대로 이어지지 못한다는 점과 함께 해당과정의 산물인 피루브산이 젖산으로 발효되어 세포 외부로 배출된다는 것이다. 이를 최초로 언급한 과학자는 오토 하인리히 바르부르크이다.
종양학에서 바르부르크 효과는 호기성 조건에서 암 세포가 신체의 대부분의 다른 세포가 선호하는 훨씬 효율적인 산화적 인산화 경로보다 해당과정를 통한 대사를 선호하는 경향이 있음을 나타낸다 (Alfarouk et al., Oncoscience 2014;12:777-802). 종양 세포에서, 해당과정의 마지막 생성물인 피루브산은 젖산으로 전환된다 (Alfarouk et al., J ENZYM INHIB MED CH. 2016;31:859-866).
최근 암세포의 신진 대사와 성장에 중요한 세포 신호 전달 경로를 표적으로 하는 항암 치료법을 개발하는 데 현재 많은 관심의 대상이 되고 있는데 암세포의 대사에 관여하는 대표적 약물에는 비구아나이드(biguanide) 계열 화합물인 메트포르민(Metformin)과 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)가 있다 (Wokoun et al., Oncol Rep. 2017;37:2418-2424).
항고혈당제로서 메트포르민은 수십 년 동안 제2형 당뇨병의 첫 번째 치료제로 사용되고 있다. 항당뇨병 치료제로서의 메트포르민의 광범위한 사용에도 불구하고, 2001 년에 포유류에서 잠재적인 항암 효과가 처음 보고되었다. 또한 메트포민으로 치료한 제2형 당뇨병 환자의 암 위험 감소에 대한 첫 번째 보고서는 불과 10 년 전에 발표되었다. 그 이후로 많은 논문에서 메트포르민은 난소암을 비롯한 여러 암세포주 및 이종 이식 동물 또는 형질 전환 쥐에서 일관된 항증식 작용을 나타냈다. 대사와 관련하여 메트포르민은 복합 I 및 ATP synthase 억제제의 새로운 부류로 밝혀졌으며, 미토콘드리아에 직접 작용하여 호흡을 제한하여 에너지를 비효율적으로 만들고 구연산 순환을 통해 포도당 대사를 감소시킨다 (Andrzejewski et al., 2014;2:12-25).
2-데옥시-D-글루코스는 해당 과정에 대한 종양 세포의 의존성 때문에 잠재적인 항암제로 간주되어 왔다. 2-데옥시-D-글루코스는 글루코스 유사체로, 글루코스 전달체에 의해 쉽게 흡수될 수 있고, 해당 작용의 경쟁적 억제제로서 작용하여 ATP 생산을 감소시켜 고형 종양에서 카스파제-3의 활성화를 통해 세포 사멸을 유도한다 (Zhang et al., Cancer Lett. 2014;355:176-183).
일반적으로 사용되는 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스의 용량으로는 암을 충분히 치료하기엔 부족하고, 고용량 치료 시 이상반응이 나타날 수 있다는 한계점을 가지고 있다 (Raez et al., Cancer Chemother Pharmacol. 2013;71:523-530). 정(Cheong) 등이 연구한 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스의 병용 치료가 유방암 세포주에 효과가 있음을 나타내었으나, 이는 사람의 인체 내에서 견딜 수 있는 농도 또는 혈장 내 투여 가능한 농도보다 높았다 (Cheong et al., Mol Cancer Ther. 2011;10:2350-2362). 다른 논문에서는 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스의 조합이 인간의 혈장에서 사용 가능한 농도보다 높은 메트포르민 농도를 사용하여 전립선암 세포에서 성공적으로 테스트되었다 (Ben Sahra et al., Cancer Res. 2010;70:2465-2475). 이는 임상적으로 유효한 항암제인 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코오스가 생체 내에서 합리적으로 달성할 수 있는 범위 내에서 그 치료 농도를 낮추는 것이 바람직함을 시사한다. 이것은 종양 선택 전달을 위한 전략뿐만 아니라 병용 요법을 개발할 필요성을 시사한다 (He et al., J CONTROL RELEASE. 2015;219:224-236).
한편, 포도당 이외에도, 새로운 연구는 암 세포의 에너지 생성, 생합성 및 세포 항상성에서 글루타민에 대한 중요한 역할을 보여준다 (Altman et al., Nat Rev Cancer. 2016;16:619-634). 글루타민은 ASCT2 (alanine-serine-cysteine transporter, type-2)를 통해 세포 내로 수송된다 (Geldermalsen et al., Oncogene. 2016;35:3201-3208).
세포 내로 운반된 후, 글루타민 자체는 뉴클레오티드 생합성에 기여할 수 있다. 또한 우리딘 디포스페이트 N-아세틸글루코사민 (uridine diphosphate N-acetylglucosamine) 합성에 기여함으로써 단백질 접힘에 관여할 수 있으며, 미토콘드리아 글루타미나제 (glutaminase)에 의해 글루타메이트 (glutamate)로 전환될 수 있다.
글루타민 요구의 변경은 암세포가 정상 세포와 비교하여 생존 또는 증식을 유지하기 위해 글루타민을 많이 소비한다는 "글루타민 중독"으로도 알려져 있다. 이 특징에 기초하여, 암 세포의 글루타민에 대한 비정상 의존성을 표적으로 하기 위해 몇몇 화합물이 개발되었다 (Choi et al., Biomolecules & therapeutics. 2018;75:19-28).
ASCT2에 특이적인 결합 분자를 이용하여 항암 효과를 연구한 문헌들이 있다 (WO 2017/083451, WO 2018/107173, Toxicology and Applied Pharmacology 265 (2012) 93-102). 예를 들어, CB-839는 II상 임상 시험 중인 글루타미나제 억제제이다 (Harding et al., J. CLIN. ONCOL. 2015;33:2512-2512). 또한, 최근 보고된 글루타민 수송체 ASCT2의 억제제인 V-9302는 전임상 연구에서 글루타민 흡수를 억제함으로써 유망한 항종양 반응을 나타냈다 (Schulte et al., Nat Med. 2018;24:194-202). 그러나 당분해 억제시의 강화된 글루타민 대사와 유사하게, 글루탐산 대사의 간섭은 글루코스 대사의 상향 조절을 초래한다.
한편, 이노시톨 헥사포스페이트와 이노시톨은 대부분의 곡물, 종자, 콩과 식물에 다량 함유되어 있으며 포유동물 세포에도 존재하는 자연 유기인 화합물이며, 인산염이 적은 인산염 형태(IP1-5)와 함께 존재한다. 이노시톨 헥사포스페이트는 다양한 세포의 신호 전달, 세포 증식 및 분화와 같은 중요한 세포 기능을 조절에 중요한 역할을 하며, 천연 항산화 물질로 인정받고 있다 (Shamsuddin et al., J Nutr. 2003;133:3778S-3784S).
최근 이노시톨 헥사포스페이트는 암 예방과 실험 종양의 성장, 진행 및 전이에 대한 억제 효과가 일부 보고된 바가 있다 (Vucenik et al., Nutr Cancer. 2006;55:109-125).
예비 임상 연구에서는 이노시톨 헥사포스페이트와 이노시톨을 화학 요법과 병용 투여하면 화학 요법의 부작용을 줄이고 간 전이가 있는 유방암이나 대장암 환자의 삶의 질이 향상된다는 보고가 있으나, 아직도 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이노시톨 헥사포스페이트 및 이노시톨로 복합 제제로 된 것만으로는 효과적으로 암세포 성장을 억제하는 것이 어려운 실정이다.
한편, 항암 면역 반응의 억제는 치료에 대한 종양 저항의 중요한 기전으로 나타났으며, 면역체크포인트 수용체인 CTLA-4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4)와 PD-1(programmed death-1) 또는 이의 리간드 PD-L1(programmed death-ligand 1)을 차단하는 단일 클론 항체 등의 개발을 통해 환자의 내인성 항암 면역 반응을 자극 및/또는 확대하는 것이 가능하게 되었다.
이러한 경로는 면역 조절에서 뚜렷한 역할을 할 수 있으며, 예컨대 CTLA-4는 일차적으로 림프절에서 T 세포 증식을 조절하는 반면, PD-1은 주로 종양 미세 환경에서 T 세포를 억제한다. 이러한 면역체크포인트 억제제는 최근 다양한 종류의 종양 유형, 특히 흑색종 및 비소세포 폐암에 대해 탁월한 효능을 입증했으며, 신속하게 환자의 표준 치료 요법이 되었다.
그러나 면역체크포인트 억제제는 일반적으로 위장관, 내분비선, 피부 및 간을 해치는 면역 관련 부작용이 있다. 이러한 부작용은 대부분 활성화된 T 림프구에 의한 결과로 면역체계의 이상반응과 연관된 것으로 알려졌다.
또한, 면역체크포인트 억제제는 소수의 환자에게만 효과적이다. 대부분의 진행된 암에서 항 PD-1/PD-L1 단일 요법의 반응률은 약 20 %이며, 항 CTLA-4의 반응률은 약 12 %이며 이는 개선의 필요성이 있음을 알 수 있다 (Borghaei et al., N Engl J Med. 2015; 373:1627-1639). 이 낮은 효능은 기존의 종양 관련 T 세포 면역이 결핍되어 있기 때문일 수 있다 (Elizabeth et al., Am J Clin Oncol. 2016 Feb; 39(1): 98-106).
이러한 면역체크포인트 억제제의 치료 효과를 극대화하기 위해 다른 항암제와의 병용 임상을 연구하고 있다. 한 예로 진행성 흑색종 치료에 두 가지 면역항암제(니볼루맙과 이필리무맙 병용치료)를 각각의 단독 요법보다 생존율 개선 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 하지만 10명 중 4명은 치료를 중단할 만큼 치료 관련된 부작용도 높았다. 이처럼 암이 유발되었을 때는 두 가지 이상의 치료법을 병용하는 것이 오늘날 암 치료의 초석이 되었지만, 면역체크포인트 억제제의 경우에는 높은 반응률과 함께 치료 중단율도 상대적으로 높은 결과를 보이고 있다.
따라서 항암제에 의한 부작용을 최소화하면서 치료 효과를 상승시키기 위한 연구가 절실하다.
본 발명의 목적은 저농도의 약물로도 암을 효과적으로 사멸시킬 수 있으며, 암세포에 특이적으로 독성을 나타내어 부작용이 감소된 암의 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공하는 것이다.
이에 본 발명은 ASCT2 억제제; 비구아나이드계(biguanide) 화합물; 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)의 혼합물; 및 선택적으로 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및/또는 면역체크포인트 억제제를 복합제제로 사용하는, 암세포 성장을 효과적으로 억제할 수 있는 항암용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 양태로서, 상기 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 추가의 유효성분으로 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 상기 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 다른 추가의 유효성분으로 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태로서, 상기 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 다른 추가의 유효성분으로 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 위 약학 조성물들은 개별적 소량의 유효성분들을 포함하여 부작용이 적으면서도 암을 효과적으로 치료할 수 있는 우수한 효과를 가진다. 본 발명의 약학 조성물은 단일 화합물로 치료하는 경우보다 복합 요법 또는 제제에 포함되는 개별 화합물의 양을 더 적게 사용할 수 있으며, 이로 인해 부작용의 위험 및/또는 심각성은 상당 수준 낮추면서 치료의 전체적 효과는 유의미하게 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 조성물은 종양의 성장 및 증식을 크게 억제시킬 수 있다. 구체적으로, 종양의 성장 및 증식에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하여 질환 치료에 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나, HIF-1α, P70S6K, 4E-BP1 및 PDK1로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 발현 수준을 감소시킨다.
본 발명에 따른 조성물은 암의 전이를 크게 억제시킨다. 구체적으로, 종양의 전이 및 침투에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하여 질환 치료에 우수한 효과를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이에 한정되는 것은 아니나, MMP-9, Pentraxin-3, CXCL12, PEDF, TIMP-1 및 VEGF 로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 발현 수준을 감소시킨다.
본 발명에 따른 복합 요법, 복합 제제은 성분들의 조합, 조합물을 포함한다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서, ASCT2 억제제는 합성 화합물 및 항체 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 합성 화합물은 V-9302, L-γ글루타밀-p-니트로아닐리드 (GPNA), 1,2,3-디티아졸계 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염일 수 있고, 항체는 KM4008, KM4012, KM4018, KM8094 및 MEDI7247로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 항체일 수 있다. 상기 항체는 예컨대, 통상의 항체 제조 업체 등으로부터 구입하여 사용하거나 알려진 항체의 제조방법에 따라 제조하여 사용할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 상기 항체는 Creativebiolabs 사로부터 구입할 수 있다. KM4008 (CAT#: TAB-1006CLV), KM4012 (CAT#: TAB-1007CLV), KM4018 (CAT#: TAB-1008CLV-F(E)).
본 발명에 의하면, V-9302은 하기 화학식 1의 구조식을 가지는 화합물이다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000001
본 발명에 의하면, L-γ글루타밀-p-니트로아닐리드(GPNA)는 하기 화학식 2의 구조식을 가지는 화합물이다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000002
본 발명에 의하면, 1,2,3-디티아졸계 화합물은 하기 화학식 3의 구조식을 가지는 화합물이다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000003
식 중에서,
R 1은 할로겐이고,
R 2는
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000004
,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000005
,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000006
,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000007
,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000008
및
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000009
중에서 선택되고,
R 3은 수소 또는 C 1-6알킬이고,
R 4는 수소, C 1-6알킬 및 -NH 2 중에서 선택되는 어느 하나이고,
R 5는 -NH(CH 2) nC 6H 6 및 모폴리닐 중에서 선택되고, n은 0 내지 3의 정수이고,
Ar은 아릴 또는 헤테로아릴이고; 여기서, 상기 아릴은 페닐 또는 나프틸이고, 상기 아릴은 비치환되거나, 또는 할로, 시아노, -OCF 3, 페닐옥시, 니트로, C 1-6알킬, C 1-6알킬옥시, 히드록시,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000010
,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000011
및
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000012
로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 내지 3개의 치환기로 치환되며, Z 1 및 Z 2는 각각 독립적으로, C, O, N 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 헤테로아릴은 피리딜, 피리미딜, 퀴놀리닐,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000013
,
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000014
및
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000015
로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 Z 3은 수소, 산소 및 황 중에서 선택되고; R 6은 수소 또는 할로겐이다.
상기 할로겐은 클로로, 브로모 및 아이오도 중에서 선택되는 어느 하나 일 수 있고, 바람직하게는 클로로일 수 있다.
ASCT2(alanine-serine-cysteine transporter 2; SLC1A5로도 알려져 있음) 억제제는 암세포의 신진대사를 억제할 수 있는 물질이다. 본원 발명에 따라 ASCT2 억제제를 비구아나이드계 화합물 및 2-데옥시-D-글루코스를 병용하여 적용하면, 비구아나이드계 화합물과 2-데옥시-D-글루코스의 병용에서 발생될 수 있는 암세포에서의 포도당 대사가 저해되는 수준이 낮은 문제를 해소할 수 있다.
글루타민은 신체에서 가장 풍부한 비필수 아미노산 중 하나이지만, 암세포에서는 필수적이다. 글루타민 대사는 종양세포의 성장 및 증식을 위한 에너지 대사에 매우 중요하다. 종양세포는 다른 아미노산에 비해 글루타민을 가장 많이 섭취하는 것으로 나타났으며, 여러 가지 글루타민 수송체 군을 통해 글루타민을 흡수한다. 글루타민의 기아는 종양 대사를 방해하고 종양 증식과 생존을 억제할 수 있다. 글루타민은 TCA 사이클 대사산물, 뉴클레오티드, 비장산, 항산화제 및 ATP 에너지의 합성에 중요하다.
글루타민은 SLC 패밀리에 속하는 아미노산 수송체에 의해 암세포에 들어가게 되고, SLC1A5 유전자에 의해 암호화된 Na +-의존성 중성 아미노산 수송체인 ASCT2는 주로 세포막에 위치하여 빠르게 성장하는 종양 세포에 의한 글루타민의 흡수에 중요한 아미노산 기질의 교환을 매개한다. 건강한 조직과 비교하여 ASCT2는 다수의 암세포에서 크게 상향조절 되어 있다. 즉, 많은 종양들은 높은 포도당 섭취와 글루타민 중독을 보여준다. 본 발명에 따른 ASCT2 억제제, 예컨대 V-9302는 전임상 연구에서 글루타민 흡수를 억제하였으며, 항종양 반응을 나타내었다.
본 발명에 따른 조성물은 종양에서 포도당 분해를 막아 에너지 이용을 저하시키는 비구아나이드계 화합물, 예컨대 메트포르민과 2-데옥시-D-글루코스의 병용 및 글루타민 흡수를 저해하는 ASCT2 억제제를 함께 사용함으로서 암의 대사과정을 효과적으로 차단시킬 수 있을 뿐만 아니라, 병용처리를 통해 항암에 대한 시너지효과를 나타낸다. 즉, 본 발명에 따른 조성물은 비구아나이드계 화합물과 2-데옥시-D-글루코스의 병용 및 ASCT2 억제제가 나타내는 항암 효과가 단순 부가되는 것이 아니라, 현저히 향상된 효과를 나타내므로 바람직하다.
본 발명에서, 상기 비구아나이드계 화합물은 예컨대 메트포르민(Metformin) 또는 펜포르민(Phenformin)이다. 구체적으로 메트포르민은 하기 화학식 4의 구조식을 가진다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000016
구체적으로 펜포르민은 하기 화학식 5의 구조식을 가진다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000017
비구아나이드 계열 약물들은 이에 한정되는 것은 아니나 세포 내 에너지 밸런스 및 영양분 대사 조절에 중추적인 역할을 하고 있는 AMPK(AMP-activated kinase)라는 효소를 활성화시키는 작용 기전을 통해 항암 효과를 나타낼 수 있다.
랫트(rat)에 메트포르민을 경구 투여 시, LD50이 1,450 mg/kg으로서, 메트포르민은 매우 안전성이 확보된 화합물이라는 것을 알 수 있으나, 여전히 고용량으로 사용되어야 하는 문제가 있다. 한편 펜포르민은 경구용 당뇨병 치료제로 1950년 후반에 개발되어 인슐린 비의존형 당뇨병(제2형 당뇨병)의 치료에 사용되고자 하였으나, 유산산증(Lactic acidosis)이라는 심각한 부작용으로 인해 1970년대 후반 사용이 전면 금지되었다.
본 발명에서는 앞서 언급된 복합 요법 또는 제제가 각각의 단일 제제 또는 2종 화합물의 조합인 조성물보다 훨씬 낮은 농도에서도 높은 항암효과를 나타내면서도 메트포르민 또는 펜포르민이 가지고 있는 고용량 투여의 문제 또는 부작용의 문제점을 개선할 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 약학 조성물은 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose);을 유효성분으로 포함한다.
본 발명에서, 2-데옥시-D-글루코스는 화학식 6으로 표시되는 구조를 갖는다.
[화학식 6]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000018
상기 화학식 6의 화합물은 해당 작용의 억제제로 작용 효과를 가진다.
2-데옥시-D-글루코스는 포도당의 유도체로써 포도당 대사과정에 있어서 해당작용(glycolysis)을 억제하고, 소포체 내 단백질의 당화(glycosylation)를 저해하여 소포체 스트레스를 유도하는 작용효과를 가진다. 이처럼 포도당 분해 억제제인 2-데옥시-D-글루코스는 단독으로는 암세포를 죽이지는 못하는 것으로 나타났지만, 본 발명의 복합 처리, 복합제제를 이루어 우수한 항암 효과를 나타낸다.
본 발명의 약학 조성물은 추가의 유효성분으로 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수도 있다.
이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 더 포함하는 경우 보다 더 우수한 항암 효과를 나타낸다.
본 발명에서, 이노시톨 헥사포스페이트 및/또는 이노시톨은 암세포에서 여러 가지 중요한 경로를 조절할 수 있다. 본 발명에서, 이노시톨 헥사포스페이트는 구체적으로 화학식 7의 구조를 가진다.
[화학식 7]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000019
본 발명에서, 이노시톨은 구체적으로 화학식 8의 구조를 가진다.
[화학식 8]
Figure PCTKR2021005827-appb-img-000020
본 발명에서는 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 및 2-데옥시-D-글루코스에 조합함으로써 낮은 농도에서도 높은 항암효과가 나타남을 확인하였다.
본 발명에서, 비구아나이드계 화합물, 예컨대 메트포르민 또는 펜포르민은 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 존재할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 이노시톨 헥사포스페이트는 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 존재할 수 있다. 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "약학적으로 허용 가능한 염"이란 환자에게 비교적 비독성이고 무해한 유효작용을 갖는 농도로서 이 염에 기인한 부작용이 비구아나이드계 화합물 및 이노시톨 헥사포스페이트의 이로운 효능을 저하시키지 않는 임의의 모든 유기 또는 무기 부가염을 의미한다.
이때, 부가염으로서 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 메탄설폰산, p-톨루엔설폰산, 아세트산, 트라이플루오로아세트산, 말레인산, 석신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산, 만데르산, 프로피온산, 구연산, 젖산, 글리콜산, 글루콘산, 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산, 글루쿠론산, 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 요오드화수소산 등을 사용할 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들어 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해시키고, 비용해 화합물 염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 특히 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘염 또는 이들의 혼합 염을 제조하는 것이 제약상 적합하나 이들에 제한되는 것은 아니다.
비구아나이드계 화합물(메트포르민 또는 펜포르민)과 이노시톨 헥사포스페이트 각각의 약학적으로 허용가능한 염은, 달리 지시되지 않는 한, 비구아나이드계 화합물(메트포르민 또는 펜포르민)과 이노시톨 헥사포스페이트 각각에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성 기의 염을 포함한다. 예를 들어, 약학적으로 허용가능한 염으로는 하이드록시기의 나트륨, 칼륨, 칼슘 또는 마그네슘 염 등이 포함될 수 있고, 아미노기의 기타 약학적으로 허용가능한 염으로는 하이드로 브롬화물, 황산염, 수소 황산염, 인산염, 수소 인산염, 이수소 인산염, 아세테이트, 석시네이트, 시트레이트, 타르트레이트, 락테이트, 만델레이트, 메탄설포네이트(메실레이트) 및 p-톨루엔설포네이트(토실레이트) 염 등이 있으며, 당업계에 알려진 염의 제조방법을 통하여 제조될 수 있다.
본 발명의 비구아나이드계 화합물(메트포르민 또는 펜포르민)의 염으로는 약학적으로 허용가능한 염으로서, 메트포르민 또는 펜포르민과 동등한 항암효과를 나타내는 메트포르민 또는 펜포르민 염이라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 염산메트포르민, 숙신산메트포르민, 구연산메트포르민 또는 염산펜포르민, 숙신산펜포르민, 구연산펜포르민 등이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 이노시톨 헥사포스페이트 염으로는 약학적으로 허용가능한 염으로서, 이노시톨 헥사포스페이트와 동등한 항암효과를 나타내는 이노시톨 헥사포스페이트 염이라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 이노시톨 헥사포스페이트나트륨, 이노시톨 헥사포스페이트칼륨, 이노시톨 헥사포스페이트칼슘, 이노시톨 헥사포스페이트암모늄, 이노시톨 헥사포스페이트마그네슘, 이노시톨 헥사포스페이트칼슘마그네슘 등이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 비구아나이드계 화합물, 2-데옥시-D-글루코스, 및 이노시톨 헥사포스페이트는 각각 이들의 유도체도 포함한다. 상기 "유도체"란 상기 화합물의 항암 활성이 변하지 않는 한도 내에서 상기 화합물의 일부를 화학적으로 변화, 예를 들어, 작용기의 도입, 치환, 결실시켜 제조한 화합물을 의미하는 것으로, 본 발명에 제한없이 포함될 수 있다.
본 발명에서 이노시톨은 다양한 이성질체로의 형태로 존재할 수 있다. 이성질체는 거울상 이성질체와 부분입체이성질체를 모두 포함한다. 약학적으로 항암효과를 나타내는 이노시톨이라면 모두 사용가능하며, 바람직하게는 D-카이로이노시톨(D-chiro-inositol), L-카이로이노시톨(L-chiro-inositol), 미오이노시톨(myo-inositol) 및 실로이노시톨(scyllo-inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
각각 항암 효과가 알려진 2종 이상의 약물을 조합한다고 해서, 조합된 약물이 서로 상승효과(시너지 효과)를 나타낸다고 기대할 수 없으며, 오히려, 조합에 의해 약물의 기능이 상쇄되는 경우가 있어, 상승 효과를 갖는 약물의 조합을 발견하는 것은 매우 어려운 일이다. 본 발명에서는 항암제의 최소 농도 사용으로 부작용을 최소화하면서 항암 효과는 최대한 발휘할 수 있는 항암 복합 요법을 개발하였다.
본 발명의 약학 조성물은 추가의 유효성분으로 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함할 수 있다.
면역체크포인트 억제제는 면역 억제력이 높은 암에서 면역 반응의 진행을 막는 면역체크포인트를 차단하여 암의 면역 회피를 억제함으로서 암을 치료할 수 있다. 면역체크포인트 억제제(immune checkpoint inhibitor)는 면역학 분야의 발전으로 인체 면역 체계에 대한 많은 이해가 이루어진 결과에 따라 개발된 새로운 종양 치료제로서 항암 전략에 많이 사용되고 있다. 면역체크포인트 억제제를 사용하여 항암 효과를 나타내기 위한 예시적인 기전으로 CTLA-4에 의한 T 림프구 억제 기전과 기활성화된 T 림프구를 억제하는 PD-1/PD-L1 기전이 있다. 그러나, 면역체크포인트 억제제만을 이용한 치료는 치료 효율이 낮고 효과가 미비하다는 등의 한계가 보고되고 있다.
그러나, 본 발명의 약학 조성물은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose) (4) 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염에 (5) 면역체크포인트 억제제와 병용 투여하여 상승 보완 효과로 인하여 암의 예방 및 치료를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 면역체크포인트 억제제는 항체, 융합 단백질, 압타머 또는 이의 면역체크포인트 단백질-결합 단편일 수 있다. 예를 들어, 면역체크포인트 억제제는 항- 면역체크포인트 단백질 항체 또는 이의 항원-결합 단편이다.
본 발명의 면역체크포인트 억제제는 항-CTLA-4 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-PD-L1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-LAG-3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-OX40 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 항-TIM3 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 항-PD-1 항체, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 항-CTLA-4 항체, 항-PD-1 항체 및 항-PD-L1로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 항체는 예컨대, 통상의 항체 제조 업체 등으로부터 구입하여 사용하거나 알려진 항체의 제조방법에 따라 제조하여 사용할 수도 있다.
예를 들어, 면역체크포인트 억제제는 이필리무맙(Ipilimumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 트레멜리무맙(Tremelimumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 니볼루맙(Nivolumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 페브롤리주맙(pembrolizumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 피딜리주맙(Pidilizumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 아테졸리주맙(Atezolizumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 더발루맙(Durvalumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 아밸루맙(Avelumab), 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; BMS-936559, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; BMS-986016, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; GSK3174998, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; TSR-022, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; MBG453, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; LY3321367, 이의 유도체 또는 이의 항원-결합 단편; 및 IMP321 재조합 융합 단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 면역체크포인트 억제제로 사용될 수 있는 항체 또는 다른 형태의 면역체크포인트 억제제라면 제한없이 사용될 수 있다.
상기 면역체크포인트 억제제는 위 언급된 면역체크포인트 억제제로 작용 효과가 있거나 이의 억제 메커니즘에 관여하는 저분자 화합물일 수 있다. 이러한 저분자 화합물들은 예를 들어 면역체크포인트 단백질에 결합하거나 면역체크포인트 억제에 관련된 메커니즘에 관여하는 저분자 화합물일 수 있다.
구체적으로, 저분자 화합물들은 BMS-202 (출처: BMS), BMS-8 (출처: BMS), CA170(출처: Curis/Aurigene), CA327(출처: Curis/Aurigene), Epacadostat, GDC-0919, BMS-986205 등일 수 있다. 면역체크포인트 억제제로 사용되거나 관련 효과가 있는 저분자 화합물이라면 제한없이 사용될 수 있다.
본 발명에서 바람직한 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물의 양태는,
ASCT2 억제제; 비구아나이드계 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 2-데옥시-D-글루코스를 포함하는 조성물;
ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 및 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 조성물;
ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 및 이노시톨을 포함하는 조성물;
ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염,및 이노시톨을 포함하는 조성물; 또는
ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트 또는 약학적으로 허용가능한 염, 및 면역체크포인트 억제제를 포함하는 조성물;
ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨, 및 면역체크포인트 억제제를 포함하는 조성물; 및
ASCT2 억제제, 비구아나이드계 화합물 또는 이들의 약학적으로 허용가능한 염, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨, 및 면역체크포인트 억제제를 포함하는 조성물일 수 있다.
본 발명에서 ASCT2 억제제는 예컨데 V-9302, L-γ글루타밀-p-니트로아닐리드 (GPNA), 1,2,3-디티아졸계 화합물, 항체 KM4008, 항체 KM4012, 항체 KM4018 , 항체 KM8094 및 항체 MEDI7247로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 보다 바람직하게, V-9302, L-γ글루타밀-p-니트로아닐리드 (GPNA), 1,2,3-디티아졸계 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 하나 이상의 화합물 또는 KM4008, KM4012, KM4018 , KM8094 및 MEDI7247로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 항체일 수 있으며, 바람직하게는 V-9302일 수 있다.
예를 들어, 상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 비구아나이드계 화합물로서 메트포르민을 중심으로 한 조성물을 살펴보면, 본 발명의 암의 예방 또는 치료용 조성물은 V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 복합 요법, 복합 제제, 및 V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 복합 요법, 복합 제제일 수 있으며, 상기 메트포르민은 약학적 허용 가능한 염의 형태일 수 있다.
예를 들어, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 하나의 양태로서, 비구아나이드계 화합물로서 펜포르민을 중심으로 한 조성물을 살펴보면, 본 발명의 암의 예방 또는 치료용 조성물은 V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 복합 요법, 복합 제제, 및 V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, V-9302/펜포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 복합 요법, 복합 제제일 수 있으며, 상기 펜포르민은 약학적 허용 가능한 염의 형태일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스의 복합 요법, 복합 제제는 각 화합물의 단일 제제나 2종의 화합물이 포함된 복합보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트의 복합 요법, 복합 제제,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제, 및
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨의 복합 요법, 복합 제제는 각 화합물의 단일 제제나 2~3종의 화합물이 포함된 복합 보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/항-CTLA-4 항체의 복합 요법, 복합 제제,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 복합 요법, 복합 제제, 및
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-CTLA-4 항체의 복합 요법, 복합 제제는 각 화합물의 단일 제제나 2~4종의 화합물이 포함된 복합보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/항-PD-1 항체의 복합 요법, 복합 제제,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨/항-PD-1 항체의 복합 요법, 복합 제제, 및
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-1 항체의 복합 요법, 복합 제제는 각 화합물의 단일 제제나 2~4종의 화합물이 포함된 복합보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태로서,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/항-PD-L1 항체의 복합 요법, 복합 제제,
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨/항-PD-L1 항체의 복합 요법, 복합 제제, 및
V-9302/메트포르민/2-데옥시-D-글루코스/이노시톨 헥사포스페이트/이노시톨/항-PD-L1 항체의 복합 요법, 복합 제제는 각 화합물의 단일 제제나 2~4종의 화합물이 포함된 복합보다 종양 크기를 감소시키는 효과가 매우 높게 나타났다.
본 발명의 일 실시예에서는, 본 발명에 따른 약학 조성물이 암 동물 모델에서 현저히 우수한 효과로 암을 억제할 수 있음을 확인하였다. 즉, 본 발명에 따르면, ASCT2 억제제; 비구아나이드계 화합물, 2-데옥시-D-글루코스, 이노시톨 헥사포스페이트, 이노시톨 및 면역체크포인트 억제제 각각은 단독으로 사용할 경우 항암 효과가 미비하여 과량으로 사용해야만 하나, 상기 화합물을 조합한 복합 요법 또는 제제로 사용하게 되면, 적은 양으로도 암세포를 효과적으로 사멸할 수 있음을 확인하였다.
본 발명에 따른 각 약학 조성물에서, 각 화합물의 조합의 중량비는 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, ASCT2 억제제로 예컨대 V-9302, L-γ글루타밀-p-니트로아닐리드 (GPNA), 1,2,3-디티아졸계 화합물, 항체 KM4008, 항체 KM4012, 항체 KM4018, 항체 KM8094 및 항체 MEDI7247로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 1회 투여량이 1-200 mg/kg 범위 내에서 사용할 수 있다.
ASCT2 억제제를 제외한 성분은 치료하는 암의 종류에 따라 하기와 같은 범위로 사용할 수 있다.
예를 들어, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스의 중량비는 1:0.2 내지 1:5 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
예를 들어, 펜포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스의 중량비는 1:1 내지 1:50 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염의 중량비는 1:0.2:0.5 내지 1:5:20 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 펜포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염의 중량비는 1:1:1 내지 1:50:200의 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨의 중량비는 1:0.2:0.5 내지 1:5:20 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 펜포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨의 중량비는 1:1:1 내지 1:50:200의 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 메트포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 이노시톨의 중량비는 1:0.2:0.5:0.5 내지 1:5:20:20 의 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 펜포르민 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 2-데옥시-D-글루코스 : 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 : 이노시톨의 중량비는 1:1:1:1 내지 1:50:200:200의 범위일 수 있으며, 치료하는 암의 종류에 따라 조합 상대적 양은 달라질 수 있다.
또 다른 예로서, 면역체크포인트 억제제로 단일 클론 항체로 예컨대 항-CTLA4 항체, 항-PD-1 항체, 항-LAG-3 항체, 항-OX40 항체, 항-TIM3 항체, 항-PD-1 항체 및 항-PD-L1 항체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상은 1회 투여량이 0.01-25 mg/kg 범위 내에서 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "암(cancer)"이란 세포의 사멸 조절과 관련된 질병으로서, 정상적인 아팝토시스 균형이 깨지는 경우 세포가 과다 증식하게 됨으로써 생기는 질병을 일컫는다. 이러한 비정상적 과다 증식 세포들은, 경우에 따라 주위 조직 및 장기에 침입하여 종괴를 형성하고, 체내의 정상적인 구조를 파괴하거나 변형시키게 되는데, 이러한 상태를 암이라고 한다. 일반적으로 종양(tumor)이라 하면 신체 조직의 자율적인 과잉성장에 의해 비정상적으로 자란 덩어리를 의미하며, 양성 종양(benign tumor)과 악성 종양(malignant)으로 구분할 수 있다. 악성 종양은 양성 종양에 비해 성장속도가 매우 빠르고, 주변 조직에 침윤하면서 전이(metastasis)가 일어나 생명을 위협하게 된다. 이러한 악성 종양을 통상적으로 '암 (cancer)'이라 부르며, 암의 종류로는 뇌척수종양, 뇌암, 두경부암, 폐암, 유방암, 예컨대, 삼중음성 유방암, 흉선종, 식도암, 위암, 대장암, 간암, 췌장암, 담도암, 신장암, 방광암, 전립선암, 고환암, 생식세포종, 난소암, 자궁경부암, 자궁 내막암, 림프종, 백혈병 예컨대 급성 백혈병 또는 만성백혈병, 골육종, 다발성 골수종, 육종, 흑색종, 악성 흑색종 및 피부암 등이 있다. 본 발명의 항암용 조성물은 암의 종류에 제한없이 사용될 수 있으나, 본 발명의 목적상 간암, 폐암, 위암, 췌장암, 대장암, 자궁경부암, 유방암, 전립선암, 난소암, 뇌암, 골육종, 방광암, 두경부암, 신장암, 흑색종, 백혈병 및 림프종으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 암의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "예방 또는 치료"란 본 발명에 따른 약학 조성물 또는 복합 요법, 복합 제제를 이용함으로써 암의 발병을 억제하거나 발병을 지연하는 모든 행위를 말하며, 특히 '치료'란 상기 조성물을 사용하여 암을 호전시키거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
따라서, 본 발명은 암의 예방 또는 치료를 필요로 하는 대상체에게 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 치료학적 유효량으로 투여하는 것을 포함하는, 암의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.
상기 방법은 추가로 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 치료학적 유효량으로 투여하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 추가로 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 치료학적 유효량으로 투여하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 상기 언급한 유효성분 이외에 필요에 따라 암치료용 화학요법제를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 추가적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 멸균 주사용액의 형태, 연고제 등의 외용제, 좌제 등으로 제형화하여 사용될 수 있으며, 이러한 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트, 광물유 등을 들 수 있다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 제형화 한다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크와 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 주사제의 기제로는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제 및 방부제와 같은 종래의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구, 정맥내, 피하, 피내, 비강내, 복강내, 근육내, 경피 등 다양한 방식을 이용하여 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물의 투여량은 투여 경로, 암의 종류, 질병의 정도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있는데, 예를 들어 5종 화합물들의 복합 요법 또는 제제의 경우, ASCT2 억제제로서 V-9302를 사용할 경우 1회 투여량은 1 내지 200 mg/kg(체중), 비구아나이드계 화합물로서 메트포르민을 사용할 경우는 1일당 1 내지 50 mg/kg(체중), 펜포르민을 사용할 경우는 1일당 0.1 내지 10 mg/kg(체중)이고, 2-데옥시-D-글루코스은 1일당 1 내지 100 mg/kg(체중)이고, 이노시톨 헥사포스페이트은 1일당 1 내지 150 mg/kg(체중), 그리고 이노시톨은 1일당 1 내지 150 mg/kg(체중), 면역체크포인트 억제제로서 단일 클론 항체인 항-PD-1을 사용할 경우 1회 투여량은 0.01 내지 10 mg/kg(체중)이다. 다만, 상기 투여량에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 이를 필요로 하는 개체에 투여하여 암을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 이를 필요로 하는 개체에 투여하여 암을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물, 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 이를 필요로 하는 개체에 투여하여 암을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 포함하는 암의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 암의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물, 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 포함하는 암의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 암의 예방 또는 치료를 위한 의약을 제조하기 위한 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)의 용도에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 암의 예방 또는 치료를 위한 의약을 제조하기 위한 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물의 용도에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 암의 예방 또는 치료를 위한 의약을 제조하기 위한 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물, 및 (5) 면역체크포인트 억제제의 용도에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); 및 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품조성물에 관한 것이다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose); (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 이노시톨(inositol), 또는 이들의 혼합물 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품조성물에 관한 것이다.
상기 조성물에는 유효성분 이외에 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제가 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 항암제의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
본 발명에 따른 조성물은 제한된 적응증을 가지는 대사 항암제를 병용함으로써 다양한 암종에 대하여 광범위하고 향상된 적응증을 나타낸다. 따라서, 단독 사용과 비교하여 훨씬 적은 양의 약물로도 효과적으로 암을 사멸시킬 수 있으므로, 과량으로 사용되어야 하는 문제를 해소하고, 부작용을 최소화하면서 암을 선택적으로 치료할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 조성물은 이노시톨계 화합물 및 면역체크포인트 억제제를 추가 병용으로 더욱 현저한 상승효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 다양항 암종으로 적증증을 확대시킬 수 있으므로, 다양한 암종에 대한 항암제 및 암의 예방 또는 개선을 위한 복합제제로서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 인간 간에서 유래한 암세포인 HepG2 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. 약제를 인간의 혈장에서 사용 가능한 저농도에서 처리하여 48시간 후 MTT 분석법으로 확인하였다. 각 막대의 세로막대는 표준편차를 나타낸다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 일원 분산 분석 (one-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. **** p<0.0001.
도 2는 인간 폐에서 유래한 암세포인 A549 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 3은 인간 위에서 유래한 암세포인 AGS 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 4는 인간 췌장에서 유래한 암세포인 PANC-1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 5는 인간 대장에서 유래한 암세포인 DLD-1 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 6은 인간 자궁경부에서 유래한 암세포인 HeLa 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 7은 인간 유방에서 유래한 암세포인 MDA-MB-231 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 8은 인간 전립선에서 유래한 암세포인 PC-3 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 9는 인간 난소에서 유래한 암세포인 SK-OV-3 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 10은 인간 방광에서 유래한 암세포인 T24 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 11은 인간 암세포주인 교모세포종(U-87 MG)에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 12는 인간 골육에서 유래한 암세포인 Saos-2 세포주에 대해 메트포르민(MET), 2-데옥시-D-글루코스(2DG), V-9302, 및 이노시톨 헥사포스페이트(IP6)의 단독 및 병용 처리에 의한 세포 생존율을 백분율로 나타낸 그래프이다. **** p<0.0001.
도 13은 동물 모델에서 MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, 항-PD-1 항체의 단독 및 복합 투여에 따른 종양 부피 변화를 3일 간격으로 측정한 그래프이다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. ** p<0.01, **** p<0.0001.
도 14는 동물 모델에서 MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, 항-PD-L1 항체의 단독 및 복합 투여에 따른 종양 부피 변화를 3일 간격으로 측정한 그래프이다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. ** p<0.01, **** p<0.0001.
도 15는 동물 모델에서 MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, 항-CTLA-4 항체의 단독 및 복합 투여에 따른 종양 부피 변화를 3일 간격으로 측정한 그래프이다. 통계 분석은 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 수행되었다. ** p<0.01, **** p<0.0001.
도 16은 MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, 항-PD-L1 항체의 복합 처리에 따른 암세포의 성장 및 증식과 관련된 단백질(HIF-1α, P70S6K(T-421), 4E-BP1(T-36), PDK1)의 발현 변화를 확인한 그래프이다. * p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001, **** p<0.0001.
도 17은 MET, 2DG, V-9302, IP6+Ins, 항-PD-L1 항체의 복합 처리에 따른 암세포의 전이 및 침투와 관련된 단백질(MMP-9, Pentraxin-3, CXCL12, PEDF, TIMP-1, VEGF)의 발현 변화를 확인한 그래프이다. * p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001, **** p<0.0001.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
하기 실시예에서는 ASCT2 억제제로 V-9302를 사용하였다. 또한 비구아나이드계 화합물로서 메트포르민 또는 펜포르민의 약학적으로 허용가능한 여러 염의 형태 중에서 염산 메트포르민(Metformin HCl)을 사용하였다. 이들의 염의 형태는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 이노시톨 헥사포스페이트의 약학적으로 허용가능한 여러 염의 형태 중에서 이노시톨 헥사포스페이트(Phytic acid)를 사용하였다. 이들의 형태는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 이노시톨의 이성질체 중에서 미오이노시톨(myo-inositol)을 사용하였다. 이들의 이성질체는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 면역체크포인트 억제제로서 단일 클론 항체인 항-mouse PD-1 mAb (RMP1-14), 항-mouse PD-L1 mAb (10F. 9G2), 항-mouse CTLA-4 mAb (UC10-4F10-11)을 사용하였다.
세포 배양
본 시험에 사용한 세포는 종양세포로서 간암(HepG2), 폐암(A549), 위암(AGS), 췌장암(PANC-1), 대장암(DLD-1), 자궁경부암(HeLa), 유방암(MDA-MB-231), 전립선암(PC-3), 난소암(SK-OV-3), 방광암(T24), 교모세포종(U-87 MG), 골육종(Saos-2), 생쥐 유래 유방암(4T1)을 사용하였으며, 비종양세포로서는 전립선(PZ-HPV-7), 대장(CCD-18Co), 폐(MRC5) 세포주를 사용하였는데 모든 세포주는 한국세포주은행(Korean Cell Line Bank) 또는 미국 ATCC(American Type Culture Collection, Rockville, MD)에서 구입하여 사용하였다.
상기 세포들은 Roswell Park Memorial Institute 1640 Medium (RPMI1640, Hyclone, Logan, UT, USA)에 10% fetal bovine serum (FBS, Hyclone), 1% penicillin/streptomycin (P/S, Hyclone)을 첨가한 세포배양액을 이용하였으며, 37 ℃인큐베이터 (5% CO 2/95% air)에서 유지·배양하였다. 세포가 배양 접시의 80% 정도 차면 phosphate-buffered saline (PBS, Hyclone)으로 세포의 단층을 씻어내고 0.25% trypsin-2.65 mM EDTA (Hyclone) 를 처리하여 계대 배양하였고 배지는 2일마다 교환하였다.
사용한 약물
ASCT2의 억제제인 V-9302는 실험실에서 합성하여 사용하였다 (US10793514B2; Schulte et al., Bioorg Med Chem Lett. 2016;26:1044-1047). V-9302는 역상 (C-18) 컬럼 크로마토 그래피 (60 분에 걸쳐 물 구배 (gradient)에서 10-90 % 아세토 니트릴)로 정제하여 2 단계에 걸쳐 최대 65 %의 최종 수율을 얻었다. 화합물 동일성은 1H-NMR과 13C-NMR에 의해 확인하였다. 1H-NMR (400MHz, CDCl 3) δ (ppm): 7.23 (d, J = 7.36 Hz, 2H), 7.20-7.15 (m, 4H), 7.10-7.06 (m, 6H), 6.89-6.82 (m, 2H), 5.06-4.97 (m, 4H), 3.81 (d, J = 12.92 Hz, 2H), 3.64 (d, J = 12.88 Hz, 2H), 3.00 (dd, J = 7.38 Hz, 4.90 Hz, 1H), 2.75 (s, 2H), 2.29 (s, 6H), 2.01-1.90 (m, 1H), 1.90-1.77 (m, 1H). 13C-NMR (100 MHz, CDCl 3) δ (ppm): 172.66 156.91, 138.04, 136.86, 131.82, 129.14, 128.53, 128.42, 128.15, 124.53, 120.91, 112.38, 70.07, 55.75, 52.70, 52.11, 26.51, 21.34.
염산 메트포르민(Metformin HCl, 이하 MET), 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose, 이하 2DG), 이노시톨 헥사포스페이트(Phytic acid, 이하 IP6), 미오이노시톨(myo-inositol, 이하 Ins)은 시그마사(St. Louis, USA)에서 구입하였다. 단일 클론 항체로서 항-mouse PD-1 mAb (RMP1-14), 항-mouse PD-L1 mAb (10F.9G2), 항-mouse CTLA-4 mAb (UC10-4F10-11)은 BioXcell 사에서 구입하여 제조사가 제시한 바에 따라 보관하고 취급하였다.
본 발명에서 실험을 통하여 얻어진 결과를 정리한 표와 도면에서 사용한 모든 약물은 약어로서 표기하였다.
참조예 1: 시험관 내 세포성장 억제 분석
V-9302, MET, 2DG 및 IP6의 세포 독성은 MTT assay [3-(4,5-dimethyl thiazolyl-2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay]를 통해 확인하였다. 상기 세포(3~4Х10 5 세포/웰)들을 96 웰 배양 플레이트 내에 분주하여 12시간 이상 안정화 시킨 후 각 웰의 배지를 제거하고 각각의 세포에 대한 MET, 2DG 그리고 IP6를 농도별로 또는 혼합하여 혈청이 포함되지 않은 배지와 함께 처리하였다. 대조군 세포들에 대해서는 PBS를 배지 내에 첨가하였다. 48시간 동안 CO 2가 포함된 37 ℃에서 배양 후 대조군 및 혼합물을 포함한 배지를 깨끗이 제거하고, MTT (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) 시약(0.5mg/ml)과 함께 37 ℃에서 4시간 동안 배양하였다. 이후에는 MTT 시약을 포함한 배지를 깨끗이 제거하고, 살아있는 세포에 의해 형성된 MTT formazan 결정은 DMSO (Sigma)를 넣어 실온에서 15min 이상 방치하여 용해시켰다. 마이크로 플레이트리더기(BioTek ® Instruments, Inc., Winooski, VT, USA)를 사용하여 560nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다.
참조예 2: 단일 제제 및 복합제 실험 방법
상기 세포(3~4Х10 5 세포/웰)들을 96 웰 플레이트에 파종하고, 단일 제제 약물로서 V-9302, MET, 2DG 및 IP6 각각을 농도별로 처리하여 세포 증식 억제율을 확인하였다.
복합 투여 약물로서는 V-9302, MET, 2DG 및 IP6로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 화합물로 이루어진 복합 제제의 IC 50에 해당하는 약물의 농도로 처리하였다. 모든 세포주는 단일 또는 복합 제제의 농도로 48시간 배양 후, 성장 억제 효과를 MTT 분석법으로 측정하였다.
참조예 3: 실험동물
특정병원체 (specific pathogen free)가 없는 5주령, 암컷 BALB/c 마우스는 (주)두열바이오텍에서 구입하여 사용하였다. 1주일간의 검역 및 적응과정을 거친 뒤 체중 감소 없는 건강한 동물을 선별하여 실험에 사용하였다.
실험동물은 온도 23 ± 3 ℃ 상대습도 50 ± 10%, 환기회수 10-15 회/시간, 조명시간 12시간 (08:00 - 20:00), 조도 150 - 300 Lux로 설정된 사육환경에서 사육하였다. 시험 전 기간 동안 실험동물은 실험동물용 고형사료 ((주) 카길애그리퓨리나)와 음수를 자유 섭취하도록 하였다.
참조예 4: 종양세포 이식 및 시험물질 투여
BALB/c 마우스는 1주간의 적응 기간을 거친 후, 실험동물의 왼쪽 유방 지방 조직에 유방암세포인 4T1 세포(1Х10 5 cells/mouse)을 주입한 후 육안으로 종양 조직이 발생되는 것을 관찰하였다. 실험동물의 종양조직의 크기가 약 50 mm 3 되었을 때 난괴법에 의거하여 10개의 시험군(대조군, V-9302 군(V-9302 70 mg/kg), MET 군(MET 500 mg/kg), 2DG 군(2DG 1000 mg/kg), IP6(+Ins) 군(IP6 800 mg/kg + Ins 200 mg/kg), mAb 군(단일클론 항체(항-PD1 항체 또는 항-PD-L1 항체 또는 항-CTLA-4 항체)로서 150 μg/마우스), 2DG+V-9302 군(2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg), MET+2DG 군(MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg), MET+2DG+V-9302 군(MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg), MET+2DG+V-9302+IP6(+Ins) 군(MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg + IP6 800 mg/kg + Ins 200 mg/kg), MET+2DG+V-9302+IP6(+Ins)+mAb 군(MET 500 mg/kg + 2DG 1000 mg/kg + V-9302 70 mg/kg + IP6 800 mg/kg + Ins 200 mg/kg + mAb 150 μg/마우스)으로 분류하였다.
각 시험군 당 5마리의 실험동물을 사용하였다. 시험물질 단일클론 항체는 시험군 분리 시점을 1일로 하여 4일 주기로 복강투여 하였고, 시험물질 V-9302는 시험군 분리 시점을 1일로 하여 매일 복강투여 하였고, 시험물질 MET, 2DG, IP6(+Ins)는 시험군 분리 시점을 1일로 하여 시험 종료 시점까지 증류수에 녹여 3주 동안 일정 시간에 경구투여하였다.
참조예 5: 실험동물의 체중 및 종양 부피 측정
시험 기간 동안 실험동물의 체중은 시험물질 투여 일부터 1주에 1회 일정한 시간에 체중을 측정하였다. 종양의 부피는 3일 간격으로 디지털 캘리퍼스(caliper)를 사용하여 종양의 장축(length)과 단축(width)을 측정하고, 다음의 계산식에 대입하여 종양의 부피(Tumor volum)를 계산하였다.
Tumor volume (mm 3) = (width 2 Х length) / 2
참조예 6: 종양조직 단백질 어레이 분석
종양조직에 라이세이트(lysate) 완충용액 (20 mmol/L Hepes, pH 7.5, 150 mmol/L NaCl, 1% Triton X-100, 1 mmol/L EDTA, 1 mmol/L EGTA, 100 mmol/L NaF, 10 mmol/L sodium pyrophosphate, 1 mmol/L Na3VO4, 20 μg/mL aprotinin, 10 μg/mL antipain, 10 μg/mL leupeptin, 80 μg/mL benzamidine HCl, 0.2 mmol/L PMSF)을 첨가한 후 호모게나이저로 균질화하였다. 균질화한 용액을 12,000 rpm에서 10분간 원심분리한 후 상층액을 취해 종양조직 라이세이트를 얻었다. 종양조직 라이세이트의 단백질 양은 BCA protein assay kit (Thermo Scientific)를 사용하여 측정하였다. 종양조직 내 단백질의 인산화 및 전이 관련 단백질의 상대적 수준을 측정하기 위해 Proteome Profiler Mouse Apoptosis Array Kit (R&D Systems)와 Proteome Profiler Mouse Angiogenesis Array Kit (R&D Systems), 그리고 Raybio C-Series Human and Mouse AKT Pathway Phosphorylation Array C1 (RayBiotech, Inc.)을 사용하여 제조사에서 제시한 방법에 따라 3회 측정하였다. 검출된 도트(dot)의 단백질 발현 수준은 ImageQuant(TM) LAS 500 imaging systems (GE Healthcare Bio-Sciences AB)을 사용하여 정량하였다.
참조예 7: 통계처리
모든 분석 수치는 평균 ± SD으로 나타내었다. 대조군과 시험물질 투여군의 차이를 비교하기 위하여 GraphPad Prism 6.0 소프트웨어를 사용하여 Tukey의 다중 비교 사후분석을 이용한 일원 분산분석(one-way ANOVA) 또는 이원 분산분석(two-way ANOVA) 테스트에 의해 유의성을 검증하였다. p < 0.05 이상일 때만 통계적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다.
실시예 1: V-9302, MET, 2DG 및 IP6의 단독 및 병용 투여 후 세포 생존율
12종의 암세포를 사용하여 V-9302, MET, 2DG 및 IP6의 단일 제제 및 복합 제제의 세포 증식 억제 효과를 비교하였다.
도 1 내지 12는 각각 인간 암세포주인 간암(HepG2), 폐암(A549), 위암(AGS), 췌장암(PANC-1), 대장암(DLD-1), 자궁경부암(HeLa), 유방암(MDA-MB-231), 전립선암(PC-3), 난소암(SK-OV-3), 방광암(T24), 교모세포종(U-87 MG), 골육종(Saos-2)을 중심으로 MET, 2DG 및 IP6의 단독 및 병용 투여 후 세포 생존율(% cell viability)를 평가한 결과이다.
도 1은 4 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 간암(HepG2) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함하는 단독 및 2중 조합 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 2는 4 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 폐암(A549) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 3은 2 mM 농도의 MET, 0.7 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 위암(AGS) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 4는 5 mM 농도의 MET, 0.7 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 췌장암(PANC-1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 5는 5 mM 농도의 MET, 0.4 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 대장암(DLD-1) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 6은 6 mM 농도의 MET, 0.5 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 자궁경부암(HeLa) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 7은 6 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 유방암(MDA-MB-231) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 8은 5 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 전립선암(PC-3) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 9는 5 mM 농도의 MET, 0.5 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 난소암(SK-OV-3) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 10은 4 mM 농도의 MET, 1 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 방광암(T24) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 11은 5 mM 농도의 MET, 0.4 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 교모세포종(U-87 MG) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
도 12는 5 mM 농도의 MET, 0.7 mM 농도의 2DG, 6 μM 농도의 V-9302, 1 mM 농도의 IP6로 단독 및 병용 처리한 골육종(Saos-2) 세포주에서의 생존율을 보여준다. 3중 조합인 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001). 4중 조합인 (MET + 2DG + V-9302 + IP6) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독, 2중, 및 3중 조합으로 처리한 것보다 생존력이 크게 감소하였다 (P <0.0001).
상기 결과들로부터 MET, 2DG, V-9302, 및 IP6의 3중 이상의 조합은 단독 또는 2중 조합보다 우수한 암세포 증식 억제 효과를 나타내는 것이 확인하였다.
실시예 2. 면역체크포인트 억제제 추가가 종양 부피 변화에 미치는 영향
실시예 2.1. V-9302, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-PD-1의 단독 및 복합 제제가 종양 부피 변화에 미치는 영향
종양조직의 크기가 약 50 mm 3일 때 시험군을 분류하여 시험물질투여를 시작하였고, 시험물질투여 시작일부터 3일 간격으로 종양의 부피를 측정하였다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 시험물질 투여 3일째부터 대조군과 비교하여 단독 및 병용 처리군의 종양의 부피가 감소하는 경향을 나타내었다.
시험물질투여 21일째 복합 제제 중 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 복합 군들과 유의한 차이를 보였다 (P <0.001). 또한, 복합 처리 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins)) 그룹과 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독 및 2중 복합 군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001). 종양 부피에 있어 전체 군 중에서 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 군이 가장 높은 감소를 보임으로 높은 종양 성장 억제 효과를 나타내었다.
실시예 2.2. V-9302, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-PD-L1의 단독 및 복합 제제가 종양 부피 변화에 미치는 영향
종양조직의 크기가 약 50 mm 3일 때 시험군을 분류하여 시험물질투여를 시작하였고, 시험물질투여 시작일부터 3일 간격으로 종양의 부피를 측정하였다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 시험물질 투여 3일째부터 대조군과 비교하여 단독 및 병용 처리군의 종양의 부피가 감소하는 경향을 나타내었다.
시험물질투여 21일째 복합 처리 중 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 복합 군들과 유의한 차이를 보였다 (P <0.01). 또, 복합 처리 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins)) 그룹과 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-PD-L1) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독 및 2중 복합 처리 군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001). 종양 부피에 있어 전체 군 중에서 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-PD-L1) 군이 가장 높은 감소를 보임으로 높은 종양 성장 억제 효과를 나타내었다.
실시예 2.3. V-9302, MET, 2DG, IP6, Ins 및 항-CTLA-4의 단독 및 복합 제제가 종양 부피 변화에 미치는 영향
종양조직의 크기가 약 50 mm 3일 때 시험군을 분류하여 시험물질투여를 시작하였고, 시험물질투여 시작일부터 3일 간격으로 종양의 부피를 측정하였다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 시험물질 투여 3일째부터 대조군과 비교하여 단독 및 병용 처리군의 종양의 부피가 감소하는 경향을 나타내었다.
시험물질투여 21일째 복합 제제 중 (MET + 2DG + V-9302) 그룹은 대조군을 포함한 단독 및 2중 복합 처리군들과 유의한 차이를 보였다 (P <0.01). 또, 복합 처리 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins)) 그룹과 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-CTLA-4) 그룹에서는 대조군을 포함한 단독 및 2중 복합 군들과 비교에서도 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001). 종양 부피에 있어 전체 군 중에서 (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-CTLA-4) 군이 가장 높은 감소를 보임으로 높은 종양 성장 억제 효과를 나타내었다.
실시예 3. 종양조직 내 단백질의 인산화 및 전이 관련 단백질 변화
실시예 3.1. 종양조직 내 단백질의 인산화 변화
시험물질에 의한 종양조직 내 단백질들의 변화에 미치는 영향을 조사하기 위해 종양조직 라이세이트를 이용하여 단백질 어레이를 수행하였다.
분석한 결과, 도 16의 A-D에 나타난 바와 같이 암세포의 성장 및 증식과 관련된 HIF-1α, P70S6K(T-421), 4E-BP1(T-36), PDK1에서 복합 처리 군의 (MET + 2DG + V-9302) 그룹, (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins)) 그룹, (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 그룹들은 대조군을 포함한 (MET + 2DG) 그룹보다 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001).
실시예 3.2. 종양조직 내 전이 관련 단백질의 변화
시험물질에 의한 종양조직 내 다양한 전이 관련 단백질들의 변화에 미치는 영향을 조사하기 위해 종양조직 라이세이트를 이용하여 신생혈관형성(Angiogenesis) 어레이를 수행하였다.
분석한 결과, 도 17의 A-F에 나타난 바와 같이 암세포의 이동과 전이와 관련된 MMP-9, Pentraxin-3, CXCL12, PEDF, TIMP-1, VEGF 에서 복합 처리 군의 (MET + 2DG + V-9302) 그룹, (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins)) 그룹, (MET + 2DG + V-9302 + IP6(+Ins) + 항-PD-1) 그룹은 대조군을 포함한 (MET + 2DG) 그룹보다 높은 유의한 차이를 보였다 (P <0.0001).

Claims (20)

  1. (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 조성물은 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 조성물은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose) (4) 이노시톨 헥사포스페이트 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 조성물은 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose), (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상; 및 (5) 면역체크포인트 억제제를 더 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 제1항에 있어서, ASCT2 억제제는 V-9302, L-γ글루타밀-p-니트로아닐리드 (GPNA), 1,2,3-디티아졸계 화합물, 항체 KM4008, 항체 KM4012, 항체 KM4018 , 항체 KM8094 및 항체 MEDI7247로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인, 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 비구아나이드계 화합물은 메트포르민(metformin) 또는 펜포르민(Phenformin)인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  8. 제2항에 있어서, (4) 이노시톨 화합물은 D-카이로이노시톨(D-chiro-inositol), L-카이로이노시톨(L-chiro-inositol), 미오이노시톨(myo-inositol) 및 실로이노시톨(scyllo-inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  9. 제5항에 있어서, 상기 이노시톨은 D-카이로이노시톨(D-chiro-inositol), L-카이로이노시톨(L-chiro-inositol), 미오이노시톨(myo-inositol) 및 실로이노시톨(scyllo-inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  10. 제3항에 있어서, (5) 면역체크포인트 억제제는 항-CTLA4 항체, 항-PD-1 항체, 항-LAG-3 항체, 항-OX40 항체, 항-TIM3 항체 및 항-PD-L1 항체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  11. 제10항에 있어서, (5) 면역체크포인트 억제제는 항-CTLA4 항체, 항-PD-1 항체 및 항-PD-L1로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 암은 간암, 폐암, 위암, 췌장암, 대장암, 자궁경부암, 유방암, 전립선암, 난소암, 뇌암, 골육종, 방광암, 두경부암, 신장암, 흑색종, 백혈병 및 림프종으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  13. (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  14. (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 이를 필요로 하는 개체에 투여하여 암을 예방 또는 치료하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 이를 필요로 하는 개체에 투여하여 암을 예방 또는 치료하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, (5) 면역체크포인트 억제제를 이를 필요로 하는 개체에 투여하여 암을 예방 또는 치료하는 방법.
  17. (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)를 포함하는 암의 예방 또는 치료에 사용하기 위한 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 조성물은 (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 조성물.
  19. 암의 예방 또는 치료를 위한 의약을 제조하기 위한 (1) ASCT2 억제제; (2) 비구아나이드계(biguanide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염; 및 (3) 2-데옥시-D-글루코스(2-deoxy-D-glucose)의 용도.
  20. 제19항에 있어서, (4) 이노시톨 헥사포스페이트(inositol hexaphosphate), 이의 약학적으로 허용가능한 염 및 이노시톨(inositol)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 용도.
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