WO2023003408A1 - 가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 mri 조영제 - Google Patents

가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 mri 조영제 Download PDF

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WO2023003408A1
WO2023003408A1 PCT/KR2022/010740 KR2022010740W WO2023003408A1 WO 2023003408 A1 WO2023003408 A1 WO 2023003408A1 KR 2022010740 W KR2022010740 W KR 2022010740W WO 2023003408 A1 WO2023003408 A1 WO 2023003408A1
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WO
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compound
contrast agent
mri contrast
gadolinium
mri
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PCT/KR2022/010740
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English (en)
French (fr)
Inventor
장용민
캄룰 이슬람엠디
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds

Definitions

  • the present invention relates to a gadolinium-based compound and an MRI contrast agent containing the same.
  • Degenerative brain diseases include Parkinson's disease, vascular dementia, Alzheimer's disease, and the like, and neurotoxicity due to excessive accumulation of amyloid beta polymer (oligomeric A ⁇ ) is considered as one of the causes of the disease.
  • Amyloid beta is a major component of amyloid plaques found in the brains of Alzheimer's patients, and refers to a 36 to 43 amino acid peptide that is critically involved in Alzheimer's disease.
  • the peptide is derived from amyloid precursor protein (APP).
  • amyloid beta molecule can aggregate to form a soluble polymer that can exist in various forms.
  • the formed amyloid beta polymer (oligomeric A ⁇ ) is toxic to nerve cells and is directly involved in the development of Alzheimer's disease as it accumulates excessively in the brain. It is known to do Therefore, it was expected that detecting changes in the concentration of amyloid beta polymer would enable early diagnosis of degenerative brain diseases.
  • Magnetic Resonance Image is a method of obtaining anatomical, physiological, and biochemical information images of the body by using a phenomenon in which the distribution of hydrogen atoms is different between tissues in the body and the hydrogen atoms are relaxed in a magnetic field. .
  • MRI does not use radiation that is harmful to the human body and uses radio waves and the gradient of a magnetic field under a strong magnetic field to create images of the inside of the body.
  • a contrast agent is injected into an object to obtain an MRI image.
  • the contrast between the tissues on the MRI image is a phenomenon that occurs because the relaxation action in which the nuclear spin of water molecules in the tissue returns to an equilibrium state is different for each tissue.
  • the contrast agent uses a paramagnetic or superparamagnetic material to affect the relaxation effect, thereby widening the difference in relaxation between tissues and causing a change in the MRI signal, thereby making the contrast between tissues clearer.
  • contrast agent based on a gadolinium (Gd) chelate.
  • Gd-DTPA Magneticnevist®
  • Gd-DOTA Dotaram®
  • Gd(DTPA-BMA) Omniscan®
  • Gd(DO3A-HP) ProHance®
  • Gd(BOPTA) MultiHance®
  • most commercially available contrast agents are non-specific contrast agents that are distributed in the extracellular space (ECF). As a specific contrast agent, only a liver-specific contrast agent is used.
  • One object of the present invention is to provide a compound that specifically binds to amyloid beta polymer.
  • Another object of the present invention is to provide an MRI contrast agent containing the compound.
  • the present invention provides a compound having Formula (1) below.
  • L is *-(CH 2 ) x -A 1 -(CH 2 ) y -A 2 -(CH 2 ) z -*;
  • x, y and z are each independently selected as any integer from 0 to 5;
  • a 1 and A 2 are a single bond, in the group containing *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH 2 -*, *-CONH-* and *-O-* one or more structures, each independently selected,
  • X is a structure having formula (2):
  • the A 2 may be *-NH-*.
  • the A 1 may be *-CONH-*.
  • the x may be 1.
  • the y may be 2.
  • the z may be 0.
  • the compound may have the following formula (3).
  • the gadolinium (Gd) may coordinate with one or more water molecules.
  • the compound may specifically bind to mammalian amyloid beta polymer (oligomeric A ⁇ ).
  • the compound may have a relaxation rate of 4.8 to 5.2 s -1 .
  • the compound can cross the blood-brain barrier (BBB) when injected intravenously.
  • BBB blood-brain barrier
  • the present invention provides an MRI contrast agent containing the compound.
  • the MRI contrast agent can be used for diagnosis of degenerative brain disease.
  • the MRI contrast agent may be used for diagnosis of Alzheimer's disease.
  • Compounds according to embodiments of the present invention may specifically bind to amyloid beta polymer.
  • the MRI contrast agent according to an embodiment of the present invention can be used for diagnosis of degenerative brain diseases including Alzheimer's disease.
  • 1 to 8 are views showing experimental results according to experimental examples of the present invention.
  • a compound according to an embodiment of the present invention may have the following formula (1).
  • the gadolinium ion (Gd 3+ ) may coordinate with the carboxylate (COO ⁇ ) group of the above formula (1) to form a complex compound.
  • L may be *-(CH 2 ) x -A 1 -(CH 2 ) y -A 2 -(CH 2 ) z -*, and x, y and z are any of 0 to 5
  • Each can be independently selected as an integer of, A 1 and A 2 are single bonds, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH 2 -*, *-CONH-* And *-O-* may be one or more structures each independently selected from the group containing. * is a bonding site.
  • the L may be a linker connecting nitrogen and the X in the cyclic structure of the compound.
  • the A 1 and A 2 may determine a method in which the linker connects nitrogen and the X in the cyclic structure of the compound or a functional group determined by the method.
  • the x, y and z may determine the length of the chain linking the A 1 and A 2 in the linker.
  • the A 2 may be *-NH-*.
  • the A 1 may be *-CONH-*.
  • the x may be 1.
  • the y may be 2.
  • the z may be 0.
  • the gadolinium (Gd) in the compound may coordinate with one or more water molecules.
  • X may have a structure having the following Formula (2).
  • the compound may have the following formula (3).
  • the compound may specifically bind to mammalian amyloid beta polymer (oligomeric A ⁇ ). In one embodiment, the compound may have a relaxation rate of 4.8 to 5.2 s -1 . In one embodiment, the compound can cross the blood-brain barrier (BBB) when injected intravenously.
  • BBB blood-brain barrier
  • the compound according to the embodiment of the present invention can specifically bind to the amyloid beta polymer.
  • An MRI contrast agent according to an embodiment of the present invention may include the compound.
  • the MRI contrast agent can be used for diagnosis of degenerative brain disease.
  • the MRI contrast agent may be used for diagnosis of Alzheimer's disease.
  • the MRI contrast agent according to the embodiment of the present invention can be used for diagnosis of degenerative brain diseases including Alzheimer's disease.
  • a Gd-DO3A-Cou compound was prepared by stepwise synthesis.
  • Gd-DO3A-Cou was analyzed through ESI-MS.
  • 1 is a diagram showing the result. Referring to FIG. 1 , it can be confirmed that a peak (783.4634 m/z) corresponding to the peak (783.4632 m/z) predicted for Gd-DO3A-Cou appears.
  • Gd-DO3A-Cou was analyzed by HR-ESI-MS and 1 H NMR.
  • 2 and 3 are diagrams showing the results. Referring to FIG. 2 , it can be confirmed that a peak (593.2947 m/z) corresponding to the predicted peak (593.2935 m/z) for Gd-DO3A-Cou appears. Referring to FIG. 3, it can be confirmed that the following 1 H NMR results are derived for Gd-DO3A-Cou.
  • ⁇ 7.67–7.63 ( d , 2H, CH), 7.58–7.53 ( d , 1H, CH), 7.05–7.01 ( d , 2H, CH), 6.67–6.60 ( d , 1H, CH), 5.55 ( s , 1H, OH), 3.95-3.69 ( m , 6H, CH 2 ), 3.58-3.46 ( m , 6H, CH 2 ), 3.45-3.12 ( m , 16H, CH 2 ), 2.81 ( s , 1H, NH), 2.32 ( s , 1H, NH).
  • Gd-DO3A-Cou was analyzed through HR-MS.
  • 4 is a diagram showing the result. Referring to FIG. 4 , it can be confirmed that a peak (748.1941 m/z) corresponding to the peak (748.1943 m/z) predicted for Gd-DO3A-Cou appears.
  • the synthesized compound was diluted in distilled water to concentrations of 0.0625, 0.125, 0.25, 0.5, and 1 mM, respectively, and then phantoms were fabricated.
  • the measured values were compared with Gd-DO3A-BT, a commercial contrast agent.
  • T1 (relaxation time) was measured in 3T MRI.
  • the results of the self-relaxation rates ( r1 , r2 ) of GdL synthesized through linear regression analysis are summarized in Table 1 below. In all solutions tested, GdL was measured at a value similar to that of Gd-DO3A-BT. The self-relaxation rate is sufficient for clinical use, and the synthesized GdL can be used as an MRI contrast agent.
  • the gadolinium ion undergoes metal exchange with ions such as zinc and calcium in the human body and can be dissociated into free Gd. Since dissociated Gd ions cause toxicity in the body, the mechanical stability of GdL is very important.
  • the synthesized GdL was prepared as a PBS solution at a concentration of 2.5 mM, and a PBS solution at a concentration of 250 mM ZnCl2, and Gd-DO3A-BT, a commercial contrast agent, was used as a comparison group.
  • Relaxation rates ( R2 ) in 3T MRI were measured for 4 days. If the change in relaxation rate (R2p(t)/R2p(0)) remains constant at 1, it can be considered stable.
  • 6 is a diagram showing the result. Referring to FIG. 6, it was confirmed that GdL was stable with Gd-DO3A-BT being constantly maintained.
  • FIG. 8 (b) is a diagram showing the result.
  • the contrast enhancing effect was similar between the group cultured with amyloid beta polymer and the group cultured with conventional contrast agents. This means that the compatible contrast agent does not have a targeting effect on the amyloid beta polymer.
  • the group treated with the synthesized compound showed a higher contrast enhancement effect compared to commercial contrast agents. It is determined that the compound thus synthesized has a targeting effect on the amyloid beta polymer. The difference can be confirmed through the MR signal comparison graph of the MR T1 phantom.
  • the synthesized GdL can be evaluated as having a function as a contrast agent targeting the amyloid beta polymer.

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Abstract

가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 MRI 조영제가 개시된다. 상기 가돌리늄계 화합물은 쿠마린산이 결합된 DO3A계 화합물일 수 있다. 상기 MRI 조영제는 상기 화합물을 포함할 수 있다.

Description

가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 MRI 조영제
본 발명은 가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 MRI 조영제에 관한 것이다.
오늘날 인구의 고령화로 인하여 퇴행성 뇌질환 환자가 증가하고 있으며, 이에 따라, 해당 질병에 대한 조기 발견의 필요성이 대두되고 있다. 퇴행성 뇌질환으로는 파킨슨병, 혈관성 치매, 알츠하이머병 등이 있고, 해당 질환의 발생 원인 중 하나로 아밀로이드 베타 중합체(oligomeric Aβ)의 과다 축적으로 인한 신경 독성이 고려되고 있다.
아밀로이드 베타(Aβ)는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아밀로이드 플라크의 주성분으로, 알츠하이머 병에 결정적으로 관여하는 36~43개의 아미노산 펩타이드를 의미한다. 상기 펩타이드는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)으로부터 유도된다.
상기 아밀로이드 베타 분자는 응집되어 여러 형태로 존재할 수 있는 가용성 중합체를 형성할 수 있는데, 형성된 아밀로이드 베타 중합체(oligomeric Aβ)는 신경 세포에 독성이 있어, 뇌에 과다 축적되면서 알츠하이머 병의 발병에 직접적으로 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 아밀로이드 베타 중합체의 농도 변화를 감지하는 것은 퇴행성 뇌질환의 조기 진단을 가능하게 할 것으로 예상하였다.
한편, 자기공명영상(Magnetic Resonance Image, 이하, MRI)은 체내 조직간 수소 원자의 분포가 다르고 자기장 안에서 수소 원자가 이완되는 현상을 이용하여 신체의 해부학적, 생리학적, 생화학적 정보 영상을 얻는 방법이다. MRI 는 CT 나 PET 과는 다르게 인체에 유해한 방사선을 사용하지 않고, 강한 자기장 하에서 자기장의 기울기 및 라디오파를 사용하여 신체 내부의 이미지를 생성하므로 비침습적이고 해상도가 높으며 연부 조직 검사에 뛰어나다.
이러한 MRI 장비를 좀 더 정밀하게 활용하기 위해서, 조영제(contrast agent)를 대상체에 주입하여 MRI 영상을 얻는다. MRI 이미지 상에서의 조직들 사이의 대조도(contast)는, 조직 내의 물분자 핵스핀이 평형상태로 돌아가는 이완(relaxation) 작용이 조직별로 다르기 때문에 생기는 현상이다. 조영제는 상자성을 띄거나 초상자성을 띄는 물질을 이용하여 상기 이완 작용에 영향을 끼쳐 조직간의 이완도 차이를 벌리고 MRI 신호의 변화를 유발하여 조직 간의 대조를 보다 선명하게 하는 역할을 한다.
현재 임상적으로 가장 일반적으로 사용되고 있는 조영제는 가돌리늄(Gd) 킬레이트에 기반을 둔 조영제이다. 현재는 Gd-DTPA (Magnevist®), Gd-DOTA (Dotaram®), Gd(DTPA-BMA) (Omniscan®), Gd(DO3A-HP) (ProHance®), Gd(BOPTA) (MultiHance®) 등이 사용되고 있다. 그러나, 상용화되어 있는 조영제의 대부분이 세포 외공간(extracellular fluide, ECF)으로 분포되는 비특이적 조영제이다. 특이적 조영제로는 특별하게 간 특이적 조영제가 사용되고 있을 따름이다. 최근의 연구는 특정 표적성을 가지거나 생리적 활성 (pH 변화, 효소 활성) 에 의해 신호 증강을 나타낼 수 있는 조영제의 개발이 추진되고 있으나, 현재까지는, 특정 표적성을 가지는 MRI 조영제, 특히, 퇴행성 뇌질환에 대한 특이적 MRI 조영제에 대해 충분한 결과가 얻어지지 못하고 있다.
본 발명의 일 목적은 아밀로이드 베타 중합체에 특이적으로 결합하는 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 MRI 조영제를 제공하는 것이다.
일 측면에서 본 발명은 하기 화학식 (1)을 가지는, 화합물을 제공한다.
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000001
(1)
여기서,
L은 *-(CH2)x-A1-(CH2)y-A2-(CH2)z-*이고,
x,y 및 z는 0 내지 5의 임의의 정수로 각각 독립적으로 선택되고,
A1 및 A2는 단일 결합, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH2-*, *-CONH-* 및 *-O-* 를 포함하는 군에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 구조이고,
X는 하기 화학식 (2)를 가지는 구조이고:
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000002
(2)
*은 결합 자리이다.
일 실시예에 있어서, 상기 A2는 *-NH-*일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 A1은 *-CONH-* 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 x는 1 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 y는 2 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 z는 0 일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화합물은 하기 화학식 (3)을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000003
(3)
일 실시예에 있어서, 상기 가돌리늄(Gd)이 하나 이상의 물 분자와 배위할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 포유동물의 아밀로이드 베타 중합체 (oligomeric Aβ)에 특이적으로 결합할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 4.8 내지 5.2 s-1의 자기이완율(relaxivity)을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 정맥 주사를 통해 주입되는 경우 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain-Barrier; BBB)을 통과할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 MRI 조영제를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 알츠하이머(Alzheimer) 병의 진단에 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 화합물은 아밀로이드 베타 중합체에 특이적으로 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 MRI 조영제는 알츠하이머를 포함하는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 실험예에 따른 실험 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 화합물은 하기 화학식 (1)을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000004
(1)
상기 화학식 (1)에서 가돌리늄 이온 (Gd3+)는 상기 화학식 (1)의 카르복실레이트 (carboxylate; COO-) 기와 배위하여 착화합물을 형성할 수 있다.
상기 화학식 (1)에서 L은 *-(CH2)x-A1-(CH2)y-A2-(CH2)z-*일 수 있고, x,y 및 z는 0 내지 5의 임의의 정수로 각각 독립적으로 선택될 수 있고, A1 및 A2는 단일 결합, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH2-*, *-CONH-* 및 *-O-* 를 포함하는 군에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 구조일 수 있다. *은 결합 자리이다.
상기 L은 상기 화합물의 고리형 구조 내 질소와 상기 X를 연결하는 링커(linker)일 수 있다. 상기 A1 및 A2는 상기 링커가 상기 화합물의 고리형 구조 내 질소와 상기 X를 연결하는 방법 또는 그 방법에 의해 결정되는 작용기를 결정할 수 있다. 상기 x,y 및 z는 상기 링커 내 상기 A1 및 A2를 연결하는 사슬의 길이를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 A2는 *-NH-*일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 A1은 *-CONH-* 일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 x는 1 일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 y는 2 일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 z는 0 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 화합물은 실질적으로 상기 화학식 (1)의 구조를 가지는 한, 당업자에게 허용 가능한 결합 또는 결합의 제거를 본 발명의 범위에서 배제하지 않는다. 일례로, 일 실시예에 있어서, 상기 화합물에서 상기 가돌리늄(Gd)이 하나 이상의 물 분자와 배위할 수 있다.
상기 화학식 (1)에서 X는 하기 화학식 (2)를 가지는 구조일 수 있다.
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000005
(2)
*은 결합 자리이다.
일 실시예에 있어서, 상기 화합물은 하기 화학식 (3)을 가질 수 있다.
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000006
(3)
일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 포유동물의 아밀로이드 베타 중합체 (oligomeric Aβ)에 특이적으로 결합할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 4.8 내지 5.2 s-1의 자기이완율(relaxivity)을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 정맥 주사를 통해 주입되는 경우 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain-Barrier; BBB)을 통과할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화합물은 아밀로이드 베타 중합체에 특이적으로 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 MRI 조영제는 상기 화합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 알츠하이머(Alzheimer) 병의 진단에 사용될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 MRI 조영제는 알츠하이머를 포함하는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 대해 상술한다. 다만, 하기에 기재된 실시예는 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<Gd-DO3A-Cou 의 합성>
Figure PCTKR2022010740-appb-img-000007
단계적으로 합성하여 Gd-DO3A-Cou 화합물을 제조하였다.
1) tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-((2-(3-(4-hydroxyphenyl)acrylamido)ethyl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)(E)-triacetate, 1의 합성
Coumaric aicd (0.2 g, 1.22 mmol), N, N-diisopropylethylamine (0.32 mL, 2.44 mmol), HOBt (0.28 g, 1.83 mmol)을 DMF에 녹이고 30분 동안 교반하였다. HBTU (0.93g, 2.44mmol)와 DO3AtBU-N-(2-aminoethyl) ethanamide (0.75 g, 1.22 mmol)을 상기 혼합물에 첨가하여 상온에서 20시간 교반하였다. 10 % NaHCO3를 첨가하여 반응을 중지시키고 EA (Ethyl acetate, 3 x 50 mL) 를 이용하여 추출하였다. 얻어진 유기층은 brine solution 으로 워시 후에 Na2SO4를 첨가하여 남은 수분을 제거하고 진공 하에서 건조하여 oily 한 생성물을 얻었다. 수득률: 78%
2) (E)-2,2',2''-(10-(2-((2-(3-(4-hydroxyphenyl)acrylamido)ethyl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetic acid
1 (0.8 g, 1.05 mmol)을 ice-bath 하에서 TFA와 CH2Cl2의 혼합용액에 녹여 상온에서 clear solution 이 될 때까지 22시간 교반하였다. TLC로 반응물의 반응 여부를 확인하였다. 반응이 충분히 진행된 이후에 용매를 제거하고 ethyl ether를 첨가하여 침전물을 얻었다. 침전물을 필터하고 ethyl ether로 여러 번 씻어낸 후에 진공 건조하여 옅은 황백색의 고형물을 얻었다. 수득률: 90 %
3) GdL 의 합성
L (0.5 g, 0.84 mmol) 을 DI water에 녹여 1M NaOH 용액을 첨가하며 pH 7 이 되도록 하였다. DI water에 녹인 GdCl3·6H2O (0.31 g, 0.84 mmol) 을 위 용액에 천천히 첨가 후 상온에서 22시간 동안 교반하였다. 교반 하는 동안 pH 는 7.0-7.4 으로 유지시켜 주었다. 필터하여 반응혼합물을 얻고 HPLC를 이용하여 추가 정제를 시행하였다. 수득률: 35%
<Gd-DO3A-Cou 의 ESI-MS 분석 결과>
Gd-DO3A-Cou을 ESI-MS를 통해 분석하였다. 도 1은 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 1를 참조하면, Gd-DO3A-Cou에 대하여 예측된 피크(783.4632 m/z)에 대응하는 피크(783.4634 m/z)가 나타남을 확인할 수 있다.
<Gd-DO3A-Cou 의 HR-ESI-MS 및 1H NMR 분석 결과>
Gd-DO3A-Cou을 HR-ESI-MS 및 1H NMR를 통해 분석하였다. 도 2 및 도 3은 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 2을 참조하면, Gd-DO3A-Cou에 대하여 예측된 피크(593.2935 m/z)에 대응하는 피크(593.2947 m/z)가 나타남을 확인할 수 있다. 도 3을 참조하면, Gd-DO3A-Cou에 대하여, 하기와 같은 1H NMR 결과가 도출됨을 확인할 수 있다.
δ = 7.67-7.63 (d, 2H, CH), 7.58-7.53 (d, 1H, CH), 7.05-7.01 (d, 2H, CH), 6.67-6.60 (d, 1H, CH), 5.55 (s, 1H, OH), 3.95-3.69 (m, 6H, CH2), 3.58-3.46 (m, 6H, CH2), 3.45-3.12 (m, 16H, CH2), 2.81 (s, 1H, NH), 2.32 (s, 1H, NH).
<Gd-DO3A-Cou 의 HR-MS 및 순도 분석 결과>
Gd-DO3A-Cou을 HR-MS를 통해 분석하였다. 도 4은 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 4을 참조하면, Gd-DO3A-Cou에 대하여 예측된 피크(748.1943 m/z)에 대응하는 피크(748.1941 m/z)가 나타남을 확인할 수 있다.
또한, HPLC를 이용하여 Gd-DO3A-Cou의 순도를 분석하였다. 도 5는 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 합성된 화합물은 96.7 %의 순도를 가짐을 확인할 수 있다.
<Gd-DO3A-Cou 성능 평가 방법 및 결과>
1) 자기이완율(relaxivity) 측정
합성된 화합물을 증류수에 0.0625, 0.125, 0.25, 0.5, 1 mM의 농도로 각각 희석한 후 팬텀을 제작하였다. 상용조영제인 Gd-DO3A-BT와 측정값을 비교하였다. 3T MRI에서 T1(relaxation time)을 측정하였다. 선형 회귀 분석을 통하여 합성한 GdL 의 자기이완율 (r1, r2) 결과를 하기 표 1에 정리하였다. 실험했던 모든 용액에서 GdL 이 Gd-DO3A-BT 와 비슷한 값으로 측정되었다. 해당 자기이완율은 임상에서 사용되기에 충분한 값으로써 합성한 GdL은 MRI 조영제로 활용 가능하다.
Compound Water PBS
r1 mM-1s-1 r2 mM-1s-1 r1 mM-1s-1 r2 mM-1s-1
GdL 4.98±0.10 5.18±0.10 4.77±0.03 6.05±0.06
Gd-DO3A-BT 4.52±0.07 5.29±0.08 4.27±0.05 5.50±0.07
2) 안정성 (Stability) 측정2-1) 역학 안정성 (kinetic stability)
- 가돌리늄이 배위된 복합체가 인체에 들어갔을 때 가돌리늄 이온이 인체에 있는 아연, 칼슘과 같은 이온들과 금속교환(Transmetalation)이 일어나며 자유 Gd로 해리되어 나올 수 있다. 해리된 Gd 이온은 체내에서 독성을 일으키므로 GdL 의 역학적 안정성은 매우 중요하다.
- 합성한 GdL 을 2.5 mM 농도, PBS 용액으로, ZnCl2 250 mM 농도, PBS 용액으로 제작하였고 비교군으로 상용조영제인 Gd-DO3A-BT를 이용하였다. 3T MRI에서 이완률 (Relaxation rates, R2)을 4일 동안 측정하였다. 이완률의 변화량 (R2p(t)/R2p(0))이 1에서 일정하게 유지되면 안정하다고 볼 수 있다. 도 6는 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, GdL 이 Gd-DO3A-BT와 일정하게 유지되는 것으로 안정하다는 것을 확인하였다.
2-2) pH 안정성 (pH stability)
- 합성한 GdL 이 다양한 pH에서도 안정성을 유지하는지 확인하는 실험이다. 1 mM GdL 을 pH buffer (1, 4, 7, 10)에 녹여서 펜텀을 제작하였다. 3T MRI에서 이완률 (Relaxation rate, R2)를 3일 동안 측정하였다. 도 7는 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 7를 참조하면, 이완률이 일정하게 유지되었고 안정하다는 것을 확인하였다.
3-1) 아밀로이드 베타 중합체 표적성 확인을 위한 팬텀 실험 방법
① 1 mM 농도의 아밀로이드 베타 1 mg 에 HFIP 221.5 uL를 넣은 뒤 쉐이커를 이용하여 상온에서 1시간 동안 사전 응집 (Preaggregation) 을 제거하였다.
② 공기 중에서 건조 시킨 후, DMSO 221.5 uL을 넣어 1 mM 농도로 만들고 믹서와 초음파기를 이용하여 현탁액이 되도록 한 후 PBS (1X, pH 7.4) 878.5 uL 을 넣어 0.2 mM 농도로 만든다.
③ 쉐이커를 이용하여 37 ℃ 에서 4일 동안 배양한 후 생성된 아밀로이드 베타 중합체를 200 uL 씩 분주하고, PBS 에 2 mM 농도로 녹인 GdL과 상용조영제인 Gadovist®를 20 uL 씩 첨가한 후, 쉐이커를 이용하여 37 ℃ 에서 24시간 동안 배양하였다.
④ 배양이 완료된 24시간 후에 원심 분리하여 상층액을 제거한 뒤 PBS를 사용하여 아밀로이드 베타 중합체를 씻어낸 후 펠렛 (Pellet) 에 PBS : DMSO = 9 : 1 용액을 200 uL 넣어 팬텀 시료를 제작하였다.
3-2) 아밀로이드 베타 중합체 표적능 평가
9.5T MR 장비에서 아밀로이드 베타 중합체 표적능 평가 실험을 진행하였다. 도 8의 (b)는 그 결과를 나타낸 도면이다.
아밀로이드 베타 중합체만 배양한 그룹, 상용조영제를 배양한 그룹이 조영 증강효과가 비슷하였다. 이는 아밀로이드 베타 중합체에 상용조영제가 표적 효과를 가지지 않는 것을 의미한다. 합성한 화합물을 처리한 그룹에서는 상용조영제와 비교하여 높은 조영 증강 효과를 보였다. 이로써 합성된 화합물이 아밀로이드 베타 중합체에 표적효과를 가지는 것으로 판단된다. MR T1 팬텀의 MR 신호 비교 그래프를 통해 그 차이를 확인할 수 있다. 합성한 GdL은 아밀로이드 베타 중합체 표적 조영제로서의 기능을 가지는 것으로 평가할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 (1)을 가지는,
    화합물:
    Figure PCTKR2022010740-appb-img-000008
    (1)
    여기서,
    L은 *-(CH2)x-A1-(CH2)y-A2-(CH2)z-*이고,
    x,y 및 z는 0 내지 5의 임의의 정수로 각각 독립적으로 선택되고,
    A1 및 A2는 단일 결합, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH2-*, *-CONH-* 및 *-O-* 를 포함하는 군에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 구조이고,
    X는 하기 화학식 (2)를 가지는 구조이고:
    Figure PCTKR2022010740-appb-img-000009
    (2)
    *은 결합 자리이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 A2는 *-NH-*인,
    화합물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 A1은 *-CONH-* 인,
    화합물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 x는 1이고,
    상기 y는 2이고,
    상기 z는 0인,
    화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    하기 화학식 (3)을 가지는,
    Figure PCTKR2022010740-appb-img-000010
    (3)
    화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가돌리늄(Gd)이 하나 이상의 물 분자와 배위하는,
    화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은, 포유동물의 아밀로이드 베타 중합체 (oligomeric Aβ)에 특이적으로 결합하는,
    화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은, 4.8 내지 5.2 s-1의 자기이완율(relaxivity)을 가지는,
    화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은, 정맥 주사를 통해 주입되는 경우 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain-Barrier; BBB)을 통과하는,
    화합물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는,
    MRI 조영제.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 MRI 조영제는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용되는,
    MRI 조영제.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 MRI 조영제는 알츠하이머(Alzheimer) 병의 진단에 사용되는,
    MRI 조영제.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000086538A (ja) * 1998-09-17 2000-03-28 Toshihiro Akaike Ｍｒｉ用造影剤
KR101469900B1 (ko) * 2013-04-18 2014-12-09 경북대학교 산학협력단 Do3a-디아미노바이페닐 화합물 및 이를 리간드로 포함하는 가돌리늄 착물
US20210188787A1 (en) * 2018-06-13 2021-06-24 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Dota compounds and uses thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000086538A (ja) * 1998-09-17 2000-03-28 Toshihiro Akaike Ｍｒｉ用造影剤
KR101469900B1 (ko) * 2013-04-18 2014-12-09 경북대학교 산학협력단 Do3a-디아미노바이페닐 화합물 및 이를 리간드로 포함하는 가돌리늄 착물
US20210188787A1 (en) * 2018-06-13 2021-06-24 Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Dota compounds and uses thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOGDANOV A: "Oligomerization of paramagnetic substrates result in signal amplification and can be used for MR imaging of molecular targets", MOLECULAR IMAGING, SAGE PUBLICATIONS, INC., US, vol. 1, no. 1, 1 January 2002 (2002-01-01), US , pages 16 - 23, XP008022542, ISSN: 1535-3508, DOI: 10.1162/153535002753395671 *
CHOI GARAM; KIM HEE-KYUNG; BAEK AH RUM; KIM SOYEON; KIM MIN JUNG; KIM MINSUP; CHO ART E.; LEE GANG-HO; JUNG HOESU; YANG JI-UNG; LE: "Multifunctional imaging of amyloid-beta peptides with a new gadolinium-based contrast agent in Alzheimer’s disease", JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, THE KOREAN SOCIETY OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, KOREA, vol. 83, 29 November 2019 (2019-11-29), KOREA , pages 214 - 223, XP086005312, ISSN: 1226-086X, DOI: 10.1016/j.jiec.2019.11.031 *

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