JP2016531861A - ホスファチジルイノシトール3−キナーゼ−ガンマの選択的インヒビター - Google Patents

ホスファチジルイノシトール3−キナーゼ−ガンマの選択的インヒビター Download PDF

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Abstract

本発明はPI3Kγのインヒビターとして有用な化合物に関連する。本発明はまた、前記化合物を含む薬学的に許容可能な組成物および種々の疾患、状態または障害の処置において組成物を使用する方法も提供する。発明によって提供される化合物および組成物はまた生物学的現象および病理学的現象におけるPI3Kの研究、このようなキナーゼによって媒介される細胞内情報伝達の研究、および新しいキナーゼインヒビターの比較評価のために有用である。

Description

本発明はホスファチジルイノシトール3−キナーゼのガンマアイソフォーム(PI3Kγ)インヒビターとして有用な化合物に関連する。本発明は本発明の化合物を含む薬学的に許容可能な組成物、および種々の障害の処置において上記化合物および組成物を使用する方法を提供する。
PI3Kは脂質キナーゼファミリーであり、膜脂質であるホスファチジルイノシトール(PI)のイノシトール環の3’−OH部位のリン酸化を触媒し、PI3−ホスフェート[PI(3)P、PIP]、PI3,4−ビスホスフェート[PI(3,4)P、PIP2]およびPI3,4,5−トリホスフェート[PI(3,4,5)P、PIP3]を産生する。PI(3,4)PおよびPI(3,4,5)Pは種々の細胞内シグナリングタンパク質のリクルートメント部位として働き、次いでシグナリング複合体を形成することで、細胞膜の細胞質側に細胞外シグナルを中継する。
現在までに8つの哺乳類PI3Kが同定されており、4つのクラスIのPI3Kが含まれる。クラスIaはPI3Kα、PI3Kβ、およびPI3Kδを含む。全てのクラスIa酵素は、SH2ドメインを含有するp85アダプターサブユニットを伴い、触媒サブユニット(p1 10α、p110βまたはp110δ)を含むヘテロ二量体複合体である。クラスIaPI3Kはチロシンキナーゼシグナリングによって活性化され、細胞の増殖(proliferation)および生存に関わっている。PI3KαおよびPI3Kβはまた種々のヒトのがんにおける腫瘍形成にも関係している。したがって、PI3KαおよびPI3Kβの薬理的なインヒビターは種々のがんの処置に有用である。
PI3KγはクラスIbPI3Kの唯一のメンバーであり、p101調節サブユニットを伴う触媒サブユニットp110γからなる。PI3Kγはヘテロ三量体Gタンパク質のβγサブユニットとの会合を介してGタンパク質共役受容体(GPCR)によって調節される。PI3Kγは主に造血細胞および心筋細胞に発現しており、炎症および肥満細胞の機能に関わっている。したがって、PI3Kγの薬理的なインヒビターは種々の炎症性疾患、アレルギーおよび心血管性疾患の処置に有用である。
多くのPI3K−ガンマインヒビターが開発されてきたが、種々の障害および疾患を処置するためにPI3K−ガンマを阻害するさらなる化合物が必要である。特に望まれているものは、in vivoで薬物動態学/薬力学的挙動が改良されたPI3K−ガンマインヒビターであり、例えば非標的効果を最小限にする一方で、薬物の標的組織への曝露を増大させるインヒビターなどである。単位用量ごとの曝露の増加が、標的組織への曝露と比べてオフターゲット(off target)組織の曝露を減少させる。用量を制限する毒性が、循環からの薬物のクリアランスに関連する器官または経口投与される薬剤の場合は消化管(GI)においてしばしば発生する。クリアランスの減少および改善された生物学的利用能は血漿中のCmaxを増加させるが、他方腎臓、肝臓および消化管などの***器官のCmaxを制限する。さらに、吸収の増加およびクリアランスの減少(改善された生物学的利用能)は曝露という点において、たびたび患者間における変動量の減少という結果になり、それによってまた投与される薬剤の安全プロフィールも改善される。さらに、例えばより高水溶性などの物理的特性の改善が実証される薬剤もまた望ましい。
発明の化合物である(R)−6−(1−(2,2−ジフルオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)−4,7,7−トリメチル−2−(5−(2,2,2−トリフルオロ−l−ヒドロキシエチル)ピリジン3−イル)−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン−5−オンおよびその薬学的に許容可能な組成物は、PI3Kγ有効的および選択的なインヒビターであり、他のPI3Kγインヒビターと比較したとき、薬物動態学/薬力学的プロフィールが改良されていることが見出された。それゆえ、本発明は以下の構造を持つ化合物を特徴とする。
Figure 2016531861
本発明はまた化合物1および薬学的に許容可能な担体、アジュバントまたはビヒクルを含む薬学的組成物も提供する。これらの化合物および薬学的組成物は喘息、アトピー性皮膚炎、鼻炎、アレルギー性疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、敗血性ショック、特発性肺線維症、脳卒中、火傷、関節疾患、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化、急性膵炎、乾癬、炎症性腸疾患(IBD)、潰瘍性大腸炎、クローン病およびグレーブス病などの炎症性及び免疫調節性障害を含む種々の障害の処置または重症度を和らげるために有用である。
発明によって提供される化合物および組成物はまた、生物学的現象および病理学的現象におけるPI3Kの研究;このようなキナーゼによって媒介される細胞内情報伝達経路の研究;および新しいキナーゼインヒビターの比較評価のために有用である。
図1は、2.5mg/kg BID、5mg/kg BIDおよび10mg/kg BID(20mg/kg/day)で治療マウスコラーゲン誘導性関節炎(CIA)モデルにおいて試験される化合物1についての結果を示す。
図2は、2.5mg/kg BID、5mg/kg BIDおよび10mg/kg BID(20mg/kg/day)で治療マウスコラーゲン誘導性関節炎(CIA)モデルにおいて試験される化合物1についての結果を示す。結果では、登録時に関節炎の臨床的兆候を示す足についてのみが示される。
図3は、2.5mg/kg BID、5mg/kg BIDおよび10mg/kg BID(20mg/kg/day)で治療マウスコラーゲン誘導性関節炎(CIA)モデルにおいて試験される化合物1についての結果を示す。結果では、登録時に関節炎の臨床的兆候を示さない足についてのみが示される。
図4は、5mg/kg BIDおよび10mg/kg BIDでIBDモデルにおいて試験される化合物1についての結果を示す。
発明の詳細な説明
定義および一般的用語
本明細書において使用される場合、他の指示がない限り以下の定義が適用される。本発明の目的のため、化学元素はthe Periodic Table of the Elements,CAS version,およびthe Handbook of Chemistry and Physics,75th Ed.1994に従って識別される。さらに、有機化学の一般法則は“Organic Chemistry,”Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999、および“March’s Advanced Organic Chemistry,”5th Ed.、Smith、M.B.and March,J.,eds.John Wiley & Sons,New York:2001,にて記載されており、これらの全体内容は本明細書において参考として援用される。
立体化学中心が定義されて描かれている化合物は、立体化学的に純粋であるが、絶対立体化学はいまだ不確定である。このような化合物は、R配置またはS配置のいずれかを有しうる。そのような絶対な配置が決定される場合は、キラル中心は図中でRまたはSと標識される。本明細書において化合物1はR配置で描かれるが、本発明はS配置ならびにS配置およびR配置のラセミ混合物の実施形態を含む。
本発明はまた本発明のいかなる化合物および薬学的に許容可能な担体、アジュバントまたはビヒクルを含む薬学的組成物も特徴とする。
一つの実施形態において、本発明は化合物1またはその薬学的組成物を患者に投与することで、患者におけるPI3Kキナーゼ活性を阻害する方法を特徴とする。さらなる実施形態として、PI3K−ガンマはPI3K−アルファ、PI3K−βまたはPI3K−デルタより選択的に阻害される。
他の実施形態では、本発明は患者に化合物1またはその薬学的組成物を投与することで、患者における喘息、アトピー性皮膚炎、鼻炎、アレルギー性疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、敗血性ショック、特発性肺線維症、脳卒中、火傷、関節疾患、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化、急性膵炎、乾癬、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、クローン病およびグレーブス病などの炎症性および免疫調節性障害から選択される疾患または状態の重症度を処置するまたは和らげる方法を特徴とする。
本発明はまた生体試料と化合物1または前記化合物を含む組成物とを接触させることを含む、生体試料においてPI3K−ガンマキナーゼ活性をin vitroで阻害する非治療的な方法も特徴とする。
本発明の化合物の組成物、製剤および投与
他の局面では、本発明は化合物1を含む薬学的組成物を提供する。例えば、本発明は化合物1またはその薬学的に許容可能な誘導体および薬学的に許容可能な担体、アジュバント、ビヒクルを含む組成物を提供する。1つの実勢形態では、本発明の組成物における化合物の量は、生体試料または患者においてPI3Kγを測定可能に阻害するのに有効な量である。1つの実施形態において、本発明の組成物はそのような組成物を必要とする患者への投与のために製剤化される。さらなる実施形態において、本発明の組成物は患者への経口投与のために製剤化される。本明細書において使用される「患者」という用語は動物、好ましくは哺乳類動物および最も好ましくはヒトを意味する。
本発明のある一定の化合物が、遊離形態で、または適切な場合でその薬学的に許容可能な誘導体として存在し得ることも理解される。本発明によると、必要としている患者に投与される際に、本明細書で他に記載されているように化合物を直接的または間接的に提供することができる薬学的に許容可能なプロドラッグ、塩、エステル、そのようなエステルの塩もしくは他の任意の付加化合物もしくは誘導体、またはその代謝物もしくはその残留物を含むが、限定されない。本明細書において使用される場合、「阻害的活性のあるその代謝物または残留物」という用語はその代謝物または残留物もまたPI3K−ガンマのインヒビターであることを意味する。
本明細書において使用される場合、「薬学的に許容可能な塩」という用語は過度な毒性、過敏症、アレルギー反応などを伴わずにヒトおよび下等生物の組織との接触における利用に、妥当な医学判断の範囲内で適している塩について言及する。
薬学的に許容可能な塩は当該分野において周知である。例えば、S.M.Berge et al.、はJ.Pharmaceutical Sciences、66:1−19、1977において薬学的に許容可能な塩を詳細に記載しており、これらの全体内容は本明細書において参考として援用される。本発明の化合物の薬学的に許容可能な塩は、適切な無機酸および有機酸ならびに無機塩基および有機塩基に由来する塩を含む。薬学的に許容可能な非毒性酸付加塩の例は、塩酸、臭化水素酸、リン酸、硫酸および過水素酸などの無機酸または酢酸、シュウ酸、マレイン酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸もしくはマロン酸などの有機酸を用いて、またはイオン交換などの当該分野において使用される他の方法を使用することで形成されるアミノ基の塩である。他の薬学的に可能な塩はアジピン酸塩、アルギン酸塩、アスコルビン酸塩、アスパラギン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、安息香酸塩、硫酸水素塩、ホウ酸塩、酪酸塩、樟脳酸塩、樟脳スルホン酸塩、クエン酸塩、シクロペンタンプロピオン酸塩、ジグルコン酸塩、ドデシル硫酸塩、エタンスルホン酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコヘプトン酸塩、グリセロリン酸塩、グルコン酸塩、ヘミ硫酸塩、ヘプタン酸塩、ヘキサン酸塩、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシ−エタンスルホン酸塩、ラクトビオン酸塩、乳酸塩、ラウリン酸塩、ラウリル硫酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メタンスルホン酸塩、2−ナフタレンスルホン酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オレイン酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、ペクチン酸塩(pectinate)、過硫酸塩、3−フェニルプロピオン酸塩、リン酸塩、ピクリン酸塩、ピバリン酸塩、プロピオン酸塩、ステアリン酸塩、コハク酸塩、硫酸塩、酒石酸塩、チオシアン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、ウンデカン酸塩、吉草酸塩などを含む。適切な塩基に由来する塩はアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩およびN(C1−4 アルキル)塩を含む。本発明はまた本明細書において開示される化合物の任意の塩基性窒素を含む基の四級化も意図する。水溶性もしくは油溶性または分散性の生成物はそのような四級化によって得られ得る。代表的なアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩はナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどを含む。さらなる薬学的に許容可能な塩は、適切な場合、ハライド、ヒドロキシド、カルボキシレート、スルフェート、ホスフェート、ニトレート、C1−8スルホネートおよびアリールスルホネートなどの対イオンを使用して形成される非毒性アンモニウムカチオン、第四級アンモニウムカチオンおよびアミンカチオンを含む。
上記のように、本発明の薬学的に許容可能な組成物はさらに、本明細書において使用される場合において、望まれる特定の投薬形態に適合するように、いかなるおよび全ての溶媒、希釈剤もしくは他の液体ビヒクル、分散補助剤もしくは懸濁補助剤、界面活性剤、等張剤、増粘剤もしくは乳化剤(emulsifying agent)、保存剤、固体結合剤、滑沢剤(lubricant)などを含む薬学的に許容可能な担体、アジュバントまたはビヒクルを含む。Remington:The Science and Practice of Pharmacy,21st edition、2005、ed.D.B.Troy、Lippincott Williams & Wilkins,PhiladelphiaおよびEncyclopedia of Pharmaceutical Technology、eds.J.Swarbrick and J.C.Boylan,1988−1999,Marcel Dekker,New Yorkにおいて、それぞれの内容は本明細書において参考として援用されるが、薬学的に許容可能な組成物の製剤化において使用される種々の担体およびその調製のために公知の技術が開示される。任意の慣用される担体媒体も、任意の望ましくない生物学的効果を生ずることまたはそれ以外の有害な方法で薬学的に許容可能な組成物の他の任意の成分と相互作用することによるなど、本発明の化合物と適合しない範囲を除いて、その利用は本発明の範囲内に意図される。
薬学的に許容可能な担体として働くことができる材料のいくつかの例は、製剤者の判断にしたがって、イオン交換体、アルミナ、ステアリン酸アルミニウム、レシチン、ヒト血清アルブミンなどの血清タンパク質、リン酸塩などの緩衝物質、グリシン、ソルビン酸もしくはソルビン酸カリウム、飽和植物脂肪酸の部分グリセリド混合物、水、塩またはプロタミン硫酸塩などの電解質、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素カリウム、塩化ナトリウム、亜鉛塩、コロイド状シリカ、三ケイ酸マグネシウム、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸塩、蝋、ポリエチレン−ポリオキシプロピレン−ブロックポリマー、羊毛脂、ラクトース、グルコースおよびスクロースなどの糖;コーンスターチおよびポテトデンプンなどのデンプン;セルロースおよびカルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースおよびアセチルセルロースなどのその誘導体;トラガント末;麦芽;ゼラチン;滑石;ココアバターおよび座薬ろうなどの賦形剤;落花生油、綿実油;紅花油;ゴマ油;オリーブ油、コーン油および大豆油などの油;プロピレングリコールまたはポリエチレングリコールなどのグリコール;オレイン酸エチルおよびラウリン酸エチルなどのエステル;寒天;水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムなどの緩衝剤;アルギン酸;発熱物質を含まない水;等張NaCl水;リンガー液;エチルアルコールならびにリン酸緩衝液ならびにラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムなどの他の無毒性の適合する滑沢剤(lubricant)を含むが限定されず、そして着色料、放出剤、塗布剤、甘味料、香料および芳香剤、保存剤ならびに抗酸化剤もまた組成物に存在し得る。
本発明の組成物は経口投与、非経口投与、吸入噴霧器による投与、局所的投与、直腸投与、鼻への投与、頬への投与、膣投与または埋め込んだリザーバー(implanted reservoir)を介して投与をされ得る。「非経口的に」という用語は本明細書で使用される場合において、皮下注射、静脈内注射、筋肉注射、関節内注射、滑液包内注射、胸骨内注射、鞘内注射、眼内注射、肝内注射、病巣内注射、硬膜外注射、髄腔内注射および頭蓋内注射または注入技術を含む。好ましくは、組成物は経口投与、腹膜組織内投与または静脈内投与をされる。本発明の組成物の無菌注射可能形態は水性または油性の懸濁物であり得る。当該分野において公知の技術にしたがって、これらの懸濁物は、適切な分散剤(dispersing agent)または湿潤剤(wetting agent)および懸濁剤を使用して製剤化され得る。無菌注射可能調製物はまた非毒性の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒中の無菌注射可能溶液または無菌注射懸濁物でもあり得、例えば1,3−ブタンジオール中の溶液である。利用され得る許容可能な担体および溶媒の中には水、リンガー液および等張NaCl水がある。さらに、無菌の不揮発油は溶媒または懸濁媒体として慣用的に利用される。
この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリドを含むいかなる無刺激の不揮発性油も利用され得る。オレイン酸およびそのグリセリド誘導体などの脂肪酸は注射可能物質の調製において有用である。オリーブ油またはひまし油などの天然の薬学的に許容可能な油、特にそのポリオキシエチル化型も同様である。これらの油溶液または懸濁物はまた、乳剤および懸濁物を含む薬学的に許容可能な投薬形態の製剤化において一般的に使用されるカルボキシメチルセルロースまたは同様の分散剤(dispersing agent)などの長鎖アルコールの希釈剤または分散剤(dispersant)も含み得る。薬学的に許容可能な固体、液体または他の投薬形態の製造において一般的に使用されるTween,Spanおよび他の乳化剤(emulsifying agent)または生物学的利用能賦活剤などの他の一般的に使用される界面活性剤もまた製剤化の目的のために使用され得る。
本発明の薬学的に許容可能な組成物は、カプセル、錠剤、水性の懸濁物または水溶液を含むが限定されない、いかなる経口的に許容可能な投薬形態において経口投与され得る。経口使用のための錠剤の場合、一般的に使用される担体はラクトースおよびコーンスターチを含む。ステアリン酸マグネシウムなどの滑沢剤(lubricating agent)もまた通常加えられる。カプセル形態での経口投与のために、有用な希釈剤はラクトースおよび乾燥コーンスターチを含む。経口使用のために水性懸濁物が必要とされるとき、活性成分は乳化剤(emulsifying agent)および懸濁剤と合わせられる。望ましい場合は、一定の甘味料、香料または着色料もまた加えられ得る。
あるいは、本発明の薬学的に許容可能な組成物は直腸投与のために座薬形態で投与され得る。これらは薬剤と、室温では固体であるが直腸の温度では液体であり、それゆえ直腸内においては融解し薬物を放出する適切な無刺激の賦形剤を混合することによって調製され得る。そのような材料はココアバター、蜜蝋およびポリエチレングリコールを含む。
経口投与のための液体投薬形態は薬学的に許容可能な乳剤、マイクロ乳剤(microemulsion)、液剤、懸濁剤、シロップ剤およびエリキシル剤を含むが、限定されない。活性化合物に加えて、液体投薬形態は、例えば水または他の溶媒といった可溶化剤および乳化剤(emulsifier)(例えば、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジメチルホルムアミド、油(特に、綿実油、落花生油、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ひまし油およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ポリエチレングリコールおよびソルビタン脂肪酸エステルならびにその混合物など)などの当該分野において一般的に使用される不活性の希釈剤を含み得る。不活性の希釈剤の他に、経口組成物はまた湿潤剤(wetting agent)、乳化剤(emulsifying agent)および懸濁剤などのアジュバント、甘味料、香料および芳香剤も含み得る。
例えば無菌の注射可能な水性懸濁物または油性懸濁物といった注射調製物は、適切な分散剤(dispersing agent)または湿潤剤(wetting agent)および懸濁剤を使用する公知技術にしたがって製剤化され得る。無菌注射調製物はまた、例えば1,3−ブタンジオール中の溶液のような非毒性の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒中の無菌注射可能溶液、懸濁物または乳剤でもあり得る。利用され得る許容可能なビヒクルおよび溶媒の中には、water、Ringer’s solution,U.S.P.および等張NaCl水がある。さらに、無菌の不揮発性油は溶媒または懸濁媒体として慣用的に利用される。この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリドを含むいかなる無刺激の不揮発性油も利用され得る。さらに、オレイン酸などの脂肪酸は注射可能物の調製において使用される。
注射可能製剤は、例えば細菌保持フィルターによる濾過または、無菌な水もしくは他の無菌な注射可能媒体に溶解または分散し得る無菌の固体組成物の形態の滅菌剤を使用前に組み入れることによって滅菌され得る。
本発明の化合物の効果を延長するために、皮下注射または筋肉内注射からの化合物の吸収を遅らせることがしばしば望ましい。これは低水溶性の結晶性または無定形の材料の液状懸濁物の使用によって成し遂げられ得る。その場合、化合物の吸収速度は、その溶解速度に依存し、ついで溶解速度は結晶の大きさおよび結晶の形態に依存し得る。あるいは、化合物を油ビヒクルに溶解または懸濁することは、非経口的に投与される化合物形態の吸収を遅らせることを成し遂げる。注射可能なデポ形態は化合物のマイクロカプセル基質をポリラクチド−ポリグリコリドなどの生分解性ポリマー中に形成することによって作られる。化合物とポリマーの比率および利用される特定のポリマーの性質に依存して、化合物放出の速度は制御され得る。他の生分解性ポリマーの例はポリ(オルソエステル)およびポリ(無水物)を含む。デポ注射可能製剤はまた、化合物を体組織と適合するリポソームまたはマイクロ乳剤(microemulsion)中にいれる(entrap)ことによっても調製される。本発明の化合物は、数時間〜数日〜数カ月、望まれる期間中、制御されるその放出を提供するために、他の慣習的な持続する放出製剤の中に組み入れられ得る。
直腸投与または膣投与のための組成物は、好ましくは座薬であり、この座薬は本発明の化合物とココアバター、ポリエチレングリコールまたは座薬ろうなどの周囲の温度では固体であるが体温では液体であり、それゆえ直腸または膣腔において融解し、そして活性化合物を放出する適切な非刺激性の賦形剤または担体との混合によって調製され得る。
経口投与のための固体投薬形態はカプセル剤、錠剤、丸剤、散剤および顆粒剤を含む。そのような固体投薬形態において、活性化合物は、クエン酸ナトリウムまたはリン酸二カルシウムなどの少なくとも一つの不活性の薬学的に許容可能な賦形剤または担体および/もしくはa)デンプン、ラクトース、スクロース、グルコース、マンニトールおよびケイ酸などのフィラー(filler)または増量剤、b)例えばカルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニルピロリジノン、スクロースおよびアカシアなどの結合剤、c)グリセロールなどの湿潤剤(humectant)、d)寒天、炭酸カルシウム、ポテトデンプンもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ある一定のケイ酸塩および炭酸ナトリウムなどの崩壊剤、e)パラフィンなどの溶解遅延剤、f)第四級アンモニウム化合物などの吸収促進剤、g)例えばセチルアルコールおよびモノステアリン酸グリセロールなどの湿潤剤(wetting agent)、h)カオリンおよびベントナイト粘土などの吸収剤およびi)滑石、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固体ポリエチレングリコール、ラウリル硫酸ナトリウムおよびその混合物などの滑沢剤(lubricant)と混合される。カプセル剤、錠剤および丸剤の場合、投薬形態はまた緩衝剤も含み得る。
類似型の固体組成物はまた、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量ポリエチレングリコールなどのような賦形剤などを使用する充填された軟ゼラチンカプセル剤および充填された硬ゼラチンカプセル剤中のフィラーとして利用され得る。錠剤、糖衣錠剤、カプセル剤、丸剤および顆粒剤の固体投薬形態は薬学的製剤分野において周知な腸溶性剤皮および他の剤皮などの剤皮および殻を使って調製され得る。それらは乳白剤を任意に含有し得、また腸管の一定の部分のみにおいて、もしくは優先的に、活性成分を必要に応じて遅れる様式で放出する組成物を構成し得る。使用され得る包理組成物の例は、ポリマー物質およびろうを含む。類似型の固体組成物はまた、ラクトースまたは乳糖ならびに高分子量ポリエチレングリコールなどのような賦形剤などを使用する充填された軟ゼラチンカプセル剤および充填された硬ゼラチンカプセル剤中のフィラーとして利用され得る。
活性化合物はまた上記の一以上の賦形剤を持つマイクロカプセル形態中にあり得る。腸溶性剤皮などの剤皮および殻を使って調製され得る錠剤、糖衣錠剤、カプセル剤、丸剤および顆粒剤の固体投薬形態は、薬学的製剤分野において周知の制御剤皮および他の剤皮を放出する。そのような固体投薬形態において、活性化合物はスクロース、ラクトースまたはデンプンなどの少なくとも一つの不活性希釈剤と混合され得る。そのような投薬形態はまた、通常の実施と同様、例えばステアリン酸マグネシウムおよびマイクロ結晶性セルロースのような錠剤滑沢剤および他の滑沢補助剤などの不活性希釈剤以外のさらなる物質も含み得る。カプセル剤、錠剤および丸剤の場合、投薬形態はまた緩衝剤も含み得る。それらは任意に乳白剤を含有し得、また腸管の一定の部分のみにおいて、もしくは優先的に、活性成分を必要に応じて遅れる様式で放出する組成物を構成し得る。使用され得る包理組成物の例はポリマー物質およびろうを含む。
本発明の化合物の局所的投与または経皮投与のための投薬形態は軟膏剤、パスタ剤、クリーム剤、ローション剤、ゲル剤、散剤、液剤、スプレー剤、吸入剤または貼付剤を含む。必要とされる場合、活性成分は無菌条件下で薬学的に許容可能な担体および任意の必要とされる保存剤または緩衝物と混合される。眼科製剤、点耳剤および点眼剤もまた本発明の範囲内にあると意図される。さらに、本発明は、体への化合物の制御された送達を提供するというさらなる利点を持つ経皮貼付剤の使用を意図する。そのような投薬形態は、適切な媒体に化合物を溶解または分与することよって作られ得る。吸収促進剤もまた皮膚をこえた化合物の流入を増加するために使用され得る。その速度は速度調節膜の提供またはポリマー基質もしくはゲル中の化合物の分散のいずれかによって制御され得る。
本発明の化合物は、投与の容易さおよび投薬の均一性のために、好ましくは投薬単位形態で製剤化される。「投薬単位形態」という表現は本明細書において使用される場合、処置される患者に適切な、物理的に分けられた薬剤の単位について言及する。しかし、本発明の化合物および組成物の日々の総合的な使用は妥当な医学判断の範囲内で、主治医によって決定されると理解される。任意の特定の患者または特定の器官のための具体的な有効な用量の水準は、処置される障害および障害の重症度;利用される具体的な化合物の活性;利用される具体的な組成;患者の年齢、体重、全身の健康状態、性別および食事;投与時期、投与経路および利用される具体的な化合物の排出速度;処置期間;利用される具体的な化合物と組み合わせて使用される薬物または同時に存在する薬物などの医療分野において周知の要因を含む種々の要因に依存する。
単一の投薬形態の組成物を製造するために担体材料と合わせられ得る本発明の化合物の量は、処置される宿主、投与の特定の様式に依存して変動する。0.01 〜 100mg/kg、好ましくは、0.1 〜100mg/kgおよび0.1 〜 10mg/kg 体重/日などの間の投薬量のインヒビターが、これらの組成物を受ける患者に投与され得るために、組成物は製剤化されるべきである。
処置されるまたは予防される、特定の状態または疾患に依存して、その状態を処置または予防するために通常投与される追加の治療薬もまた本発明の組成物中に存在し得る。本明細書において使用される場合、特定の疾患または特定の状態を処置または予防するために通常投与される追加の治療薬は、「処置される疾患または状態に適切である」として公知である。追加の治療薬の例は、以下に提供される。
本発明の組成物中に存在する追加の治療薬の量は、その治療薬を唯一の活性薬剤として含む組成物中に通常投与される量より決して多くない。好ましくは、現在開示される組成物中の追加の治療薬の量は、その薬剤を唯一の治療活性薬剤として含む組成物中に通常存在する量の約50%から100%におよぶ。
本発明の化合物および組成物の使用
本発明の一局面において、本発明はPI3K−ガンマ介在性の状態または疾患の重症度を処置する方法または和らげる方法を特徴とする。「PI3K−ガンマ介在性疾患」という用語は、本明細書において使用される場合、PI3K−ガンマアイソフォームが機能することが公知の任意の疾患または他の有害な状態を意味する。
それに応じて、さらなる実施形態において、本発明の化合物はPI3Kγ−アイソフォームの阻害に選択的である。一つの実施形態において、in vitroアッセイでは、本発明の化合物または組成物は、PI3KアルファアイソフォームよりPI3Kガンマアイソフォームの阻害に関して、少なくとも20倍選択的である。他の実施形態において、in vitroアッセイでは、本発明のPI3Kγ選択的化合物はアルファ、ベータおよびデルタアイソフォームのそれぞれよりガンマアイソフォームを少なくとも20倍阻害する。本発明はさらに、そのような治療が必要な患者を処置するために、本発明の化合物および組成物の選択をin vivoで使用することを含む。
本発明の化合物または組成物は一以上の追加の治療薬とともに投与され得、ここで、この追加の治療薬は処置される疾患に適切であり、そしてこの追加の治療薬は単一投薬形態として本発明の化合物または組成物ともに投与されるかまたは複合的な投薬形態の一部として化合物もしくは組成物とは別個に投与される。追加の治療薬は、本発明の化合物と同時にまたは異なる時間に投与され得る。後者では、例えば6時間、12時間、1日、2日、3日、1週、2週、3週、1カ月または2カ月ずつ投与はずらされ得る。
本発明は生体試料におけるPI3K−ガンマキナーゼ活性の阻害方法を提供し、この方法はこの生体試料と本発明の化合物または組成物とを接触させることを含む。「生体試料」という用語は、本明細書において使用される場合、生きている生物の外の試料を意味し、限定することなしに、細胞培養物またはその抽出物;哺乳動物から得られる生検材料またはその抽出物;および血液、唾液、尿、糞、***、涙もしくは他の体液またはその抽出物を含む。生体試料におけるキナーゼ活性、特にPI3K−ガンマキナーゼ活性の阻害は当業者に公知の種々の目的のために有用である。そのような目的の例は、生物学的検体の保管および生物学的アッセイを含むが、限定されない。一つの実施形態において、生体試料におけるPI3K−ガンマキナーゼ活性を阻害する方法は、非治療的方法に限定される。
本発明の化合物の調製
本明細書において使用される場合、全ての略語、記号および慣習は、現代科学文献中に使用されるものと一致する。例えば、Janet S.Dodd,ed., The ACS Style Guide:A Manual for Authors and Editors,2nd Ed., Washington,D.C.: American Chemical Society,1997.を参照のこと。下記の定義は、本明細書において使用される用語および略語を記載する:
ATP アデノシン三リン酸
Brine 飽和NaCl水溶液
CRED カルボニル還元酵素
DCM ジクロロメタン
DIEA ジイソプロピルエチルアミン
DMA ジメチルアセトアミド
DMAP 4−ジメチルアミノピリジン
DMF ジメチルホルムアミド
DMSO ジメチルスルホキシド
dppfPdCl 1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−フェロセンジクロロ−パラジウム
DTT ジチオトレイトール
ESMS エレクトロスプレー質量分析法
EtO エチルエーテル
EtOAc 酢酸エチル
EtOH エチルアルコール
HEPES 4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸
HPLC 高速液体クロマトグラフィー
LC−MS 液体クロマトグラフィー−質量分析法
mCPBA メタクロロ過安息香酸
Me メチル
MeOH メタノール
MTBE メチルt−ブチルエーテル
MC メチルセルロース
NAD ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド
NMP N−メチルピロリジン
Ph フェニル
RTまたはrt 室温(20℃と25℃との間)
tBu 第三級ブチル
TBME tert−ブチルメチルエーテル
TCA トリクロロ酢酸
THF テトラヒドロフラン
TEA トリエチルアミン
合成手順
一般的に、化合物1は本明細書において記載される方法または当業者に公知の他の方法によって調製され得る。
Figure 2016531861
スキーム1の工程1−iにおいて示されるように、窒素雰囲気下において、ジクロロメタン(100mL)中のエチル2,4−ジメチルピリジン−3−カルボン酸(化合物1001、20.2g、112.5mmol)溶液に1,3,5−トリクロロ−1,3,5−トリアジナン−2,4,6−トリオン(31.4g、135.0mmol)を15分間、少しずつ(portionwise)加えた。反応混合物を室温で18時間撹拌した。生じた白色の沈殿物を濾過し、濾過液を次に飽和NaHCO水溶液(2×100mL)およびbrine(100mL)を用いて連続して洗浄した。有機相を乾燥させ(NaSO)、濾過し、減圧下で濃縮して、エチル2−(クロロメチル)−4−メチルニコチン酸塩(22.9g、化合物1002)を黄色油として得た。:ESMS(M+H)=213.96。この材料をさらなる精製なしで、次の工程で使用した。
スキーム1の工程1−iiにおいて示されるように、ジクロロメタン(484mL)中のエチル2−(クロロメチル)−4−メチルニコチン酸(化合物1002、112.0g、524.2mmol)溶液に、3−クロロペルオキシ安息香酸(141.0g、629.0mmol)を加えた。反応混合物を窒素雰囲気下において、室温で一晩中撹拌した。混合物をジクロロメタン(200mL)で希釈し、飽和NaHCO水溶液(100mL)、飽和NaCO水溶液(100mLの2M溶液)およびbrineを用いて連続して洗浄した。有機相を乾燥させ(NaSO)、濾過し、減圧下で濃縮して、2−(クロロメチル)−3−(エトキシカルボニル)−4−メチルピリジン−1−オキシド(化合物1003)を得た。:ESMS(M+H)=230.25。この材料をさらなる精製なしで、次の工程で使用した。
スキーム1の工程1−iiiにおいて示されるように、オキシ塩化リン(450.1mL,4.8 mol)中の2−(クロロメチル)−3−(エトキシカルボニル)−4−メチルピリジン1−オキシド(化合物1003、69.3g、301.8mmol)溶液を、窒素雰囲気下において60分間撹拌し、95℃に熱した。反応化合物を室温まで冷やし、オキシ塩化リンを減圧下で蒸留し取り除いた。生じたやや黒色に近い色の残留物をジクロロメタン(100mL)に溶かし、1Lビーカー中の氷(500g)にかけた。生じた混合物を10分間撹拌した。混合物のpHを、飽和NaHCO水溶液を用いて7よりわずかに高く調整した。有機相を分離し、水相をさらなるジクロロメタンを用いて抽出し戻した。合わせた有機相をbrineで連続して洗浄し、NaSO上で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をEtOAC/ヘキサン(1:3)を使用してシリカゲルの充填剤(plug)に通し、減圧条件下で揮発性のものを除去した後に、80%純度の生成物を得た(H NMRによって指示されたように)。この材料を中圧シリカゲルクロマトグラフィー(10−25% EtOAC/ヘキサン、330g Teledyne ISCOカラム)を介してさらに精製し、エチル6−クロロ−2−(クロロメチル)−4−メチルニコチン酸塩(化合物1004、36.5g)を得た。:ESMS(M+H)=248.04。
スキーム1の工程1−ivにおいて示されるように、イソプロパノール(1.7L)中の1−(2,2−ジフロロエチル)ピラゾール−4−アミン(48.2g、327.5mmol)溶液に、エチル6−クロロ−2−(クロロメチル)−4−メチルニコチン酸塩(化合物1004、65.0g、262.0mmol)を加え、次にN,N−ジイソプロピルエチルアミン(45.6mL、262.0mmol)を加えた。反応混合物を72時間55℃で熱した。生じた濃い白色の懸濁物を室温まで冷やし、濾過し、さらなるイソプロパノール(200mL)およびジエチルエーテル(500mL)を用いて洗浄した。生じた固形物を真空オーブンにおいて50℃で一晩中乾燥させ、56gの2−クロロ−6−(1−(2,2−ジフルオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)−4−メチル−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン−5−オン(化合物1005)を提供した。H NMR(300MHz,DMSO−d6)δ8.28(s,1H),7.87(d,J=0.5Hz,1H),7.52(s,H),6.37(tt,=54.9,.7Hz,H),4.85(s,H),4.67(td,J=15.2,3.7Hz,2H),2.65(s,3H)。この材料は7%の環化していない副生成物[エチル6−クロロ−2−(((1−(2,2−ジフロオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)アミノ)メチル)−4−メチルニコチン酸塩]を含有し、後の反応においてそのまま使用した。
スキーム1の工程1−vにおいて示されるように、DMF(782.0mL)中の2−クロロ−6−(1−(2,2−ジフルオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)−4−メチル−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン−5−オン(化合物1005、46.0g、147.1mmol)溶液に、ヨウ化メチル(20.1mL、323.6mmol)を加えた。混合物を5℃まで冷やし、水素化ナトリウム(12.9g、鉱油中60%分散の323.6mmol)を15分間少しずつ(portionwise)加えた。反応混合物を3℃で45分間撹拌した。HPLC分析は出発材料の消耗に加えて、モノメチル化生成物(10%)、ビスメチル化生成物(74%)およびトリメチル化生成物(15%)の混合物を示した。さらなる水素化ナトリウム(1.29g、鉱油中60%分散の32.36mmol)を加え、さらに1時間後、HPLC分析は84%のビスメチル化の望まれる生成物および16%のトリメチル化の副生成物を示した。飽和NHCl溶液(1L)、飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(400mL)および水(1L)を加えることによって反応をクエンチした。EtOAc(800mL)を用いて二度水相を抽出した。合わせた有機相を乾燥させ(NaSO)、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物を中圧シリカゲルクロマトグラフィー(800gのTeledyne ISCOカラムを使用した0−40% EtOAc/ヘキサン勾配)を介して精製し、2−クロロ−6−(1−(2,2−ジフルオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)−4,7,7−トリメチル−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン−5−オン(化合物1006、24g)を白色の固形物として得た。H NMR(400MHz,DMSO−d6)δ8.21(s,1H),7.83(s,1H),7.54(s,1H)6.58−6.25(m,1H),4.67(td,J=15.1,3.7Hz,2H),2.65(s,3H),1.51(s,6H)。
Figure 2016531861
スキーム2の工程2−iにおいて示されるように、水(10L)を20L反応器に加え、次にKHPO(136g)を加えた。均質性を得るまで混合物を撹拌し、0.1M KHPO緩衝液を提供した。この緩衝液のpHを、2M NaOHを加えることによってpH7.5に調整した。内部の温度を37℃にした。約500mLの緩衝液を取り出し、NADおよびCRED A131 細胞ペースト(Almac Group,Ltd.)を後に加えるために使用した。それに応じて、緩衝液(100mL)中のNAD(20g)溶液を残っている9.5Lの緩衝液に加え、次にMTBE(1.5L)中の1−(5−ブロモピリジン−3−イル)−2,2,2−トリフルオロエタン−1−オン(1020g)溶液を加えた。反応物の中で、イソプロパノール(1L)を使って追加のフラスコをすすいだ。緩衝液(400mL)中のCRED A131 細胞ペースト(100g)の懸濁物を撹拌した反応混合物に加えることによって還元を始めた。反応過程の間、二相性の反応試料(約2mL)を撹拌している混合物から取り出し、EtOAc(10mL)を使用して抽出し、MgSO上で乾燥させ、蒸発させ、DMSO−d6中でH NMRによって分析して、出発材料から生成物への変換を監視した。1時間後、50%の変換を観察した。3時間後、99%以上の変換を観察した。反応のpHを2M NaOHを用いて11に調整し、30分間撹拌し、酵素を変性した。pHを2M HClを用いて9に再調整した。EtOAc(5L)および珪藻土(650g)を反応混合物に加え、10分間継続して撹拌した。生じた乳濁液を珪藻土のパッド(pad)を通して濾過し、有機相および水相に分離した。パッド(pad)をEtOAc(2L)を用いて洗浄し、有機層を分離した。水層をEtOAc(6L)を用いて再抽出し、合わせた有機相をbrine(4L)を用いて洗浄し、MgSO4(200g)を加えることによって乾燥させて、30分間撹拌した。減圧条件下で濾過し、揮発性のものを除去し、淡黄色の油であって動かないで急速に凝固する油を得た。固形物を砕いて大きな塊にし、シクロヘキサン(2L)中に懸濁した。EtOAc(〜500mL)を混合物に加え、45℃で撹拌し、固形物を溶かした。混合物は次に細かい白色の固形物が溶液から沈殿し始めるまで、減圧条件下で再濃縮した。さらなるシクロヘキサン(2L)を加え、氷浴で溶液を0℃まで冷やした。30分間撹拌後、固形物を濾過によって集め、シクロヘキサン(500mL)を用いて洗浄し、真空オーブンにおいて乾燥させて、812gの(R)−1)−1−(5−ブロモピリジン−3−イル)−2,2,2−トリフルオロエタン−1−オール(化合物1007、HPLCにより99.95% ee)を顆粒状の白色固形物として得た。H NMR(400MHz,DMSO−d6)δ8.72(s,1H),8.61(s,1H),8.08(s,1H),5.09−5.15(m,1H)。
スキーム2の工程2−iiにおいて示されるように、ジオキサン(1.2L)中の(1R)−1−(5−ブロモ−3−ピリジル)−2,2,2−トリフルオロ−エタノール(化合物1007、49.5g、193.3mmol)、4,4,5,5−テトラメチル−2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−1,3,2−ジオキサボロラン(58.9g、232.0mmol)およびKOAc(37.9g、386.6mmol)溶液を窒素で20分間フラッシュ(flush)した。反応混合物にdppfPdCl DCM(7.8g、9.7mmol)を加えた。混合物をさらに20分間窒素でフラッシュ(flush)し、熱し、2時間還流した。室温まで冷やした後、混合物をフロリジルのパッド(pad)に通して濾過し、ケークを50%EtOAc/CHCl(1.5L)で洗浄した。生じた濾過液を減圧条件下で濃縮し、黄色油を得、ヘキサン(800mL)で希釈し、減圧条件下で濃縮し、発泡状の黄色の固形物を得た。黄色の固形物をヘキサン(800mL)を用いて2時間撹拌した結果、白色固形物の沈殿物が生じた。白色の固形物を濾過によって集め、乾燥し、(1R)−2,2,2−トリフルオロ−1−[5−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2-イル)−3−ピリジル]エタノール(化合物1008、48.4g)を得た。H NMR(400MHz,CDCl)δ8.97(s,1H),8.78(s,1H),8.29(s,1H),5.10−5.21(m,1H);1.38(s,6H),1.29(s,6H)。
スキーム2の工程2−iiiにおいて示されるように、DMF(630mL)および水中の2−クロロ−6−(1−(2,2−ジフルオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)−4,7,7−トリメチル−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン−5−オン、(化合物1006、42.0g、123.3mmol)、(1R)−2,2,2−トリフルオロ−1−[5−(4,4,5,5,−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−3−ピリジル]エタノール(化合物1008、46.7g、148.0mmol)およびNaCO(28.8g、271.3mmol)溶液を30分間窒素でフラッシュ(flush)した。混合物にdppfPdCl DCM(2.99g、3.699mmol)を加え、混合物をさらに30分間窒素でフラッシュ(flush)した。反応混合物を103℃まで熱し、2時間撹拌した。混合物を室温まで冷やし、水(2L)を用いて希釈した。水相をEtOAc(1L)を用いて2度抽出した。合わせた有機相を減圧条件下、高真空下で濃縮し、DMFを除去した。残留物をEtOAcを用いて希釈し、水を用いて洗浄し、次にbrineを用いて洗浄した。有機相を乾燥させ(NaSO)、濾過し、減圧条件下で濃縮した。未精製の残留物を中圧シリカゲルクロマトグラフィー(1500g Teledyne ISCOカラムを使用した0−100%EtOAc/ヘキサン勾配)を介して精製し、54gの望まれる生成物を薄い赤色の発泡状固形物として得た。固形物をジクロロメタンに溶かし、フロリジルの充填剤(200mL)に押し通し、引き続いてEtOAc/CHCl混合物[1回目40%(1L)、次に60%(1L)そして次に80%(1L)]を用いて洗浄した。濾過液を合わせ、減圧条件下で濃縮した。残留物をヘプタン(400mL)で2回希釈し、減圧条件下で濃縮し、ケークを得て、次にTBMEを用いて洗浄し、薄い黄色を除去し、真空オーブンにおいて60℃で4日間乾燥させ、(R)−6−(1−(2,2−ジフルオロエチル)−1H−ピラゾール−4−イル)−4,7,7−トリメチル−2−(5−(2,2,2−トリフルオロ−1−ヒドロキシエチル)ピリジン−3−イル)−6,7−ジヒドロ−5H−ピロロ[3,4−b]ピリジン−5−オン(化合物1、47g)を得た。H NMR(400MHz,CDCl)δ9.33(s,1H),8.75(s,1H),8.54(s,1H),8.01(s,1H),7.75(s,1H),7.62(s,1H),6.14(tt,J=55.4,3.6Hz,1H),5.28−5.11(m,1H),4.51(td,J=13.5,4.2Hz,2H),4.33(d,J=4.6Hz,1H),2.82(s,3H),1.68(s,6H)。
in vitroにおけるPI3K−ガンマ脂質キナーゼに対する効力
実施例3.PI3K阻害アッセイ
Beckman CoulterのBiomek FXを使用し、100%DMSO中の本発明の化合物について、各々が1.5μLの2.5倍希釈系列を10個、96ウェルポリスチレンプレート[Corning,Costar Item No.3697]中の個々のウェル(以降「試験ウェル」)に加えた。一つの試験ウェルはまた化合物を含まない1.5μLのDMSOも含んだ。別のウェルは酵素を完全に阻害することが既知の濃度のインヒビターをDMSO中に含んだ(以降「バックグラウンドウェル」)。Titertek Multidropを使用して、50μLのReaction Mix[100mM HEPES pH7.5、50mM NaCl、10mM DTT,0.2mg/mL BSA、60μM ホスファチジルイノシトール(4,5)−ビスホスフェート diC16(PI(4,5)P;Avanti Polar Lipids,Cat. No.840046P)および関心のあるPI3Kアイソフォーム(アイソフォーム濃度に関しては表1参照)]を各ウェルに加えた。反応を始めるために、50μLのATP Mix[20mM MgCl、6μM ATP(100μCi/μmole 33P−ATPを各ウェルに加え、次に25℃で30分間ウェルをインキュベートした。各ウェルの終濃度は50mM HEPES 7.5、10mM MgCl、25mM NaCl、5mM DTT、0.1mg/mL BSA、30μM PI(4,5)P2、3μM ATPおよび関心のあるPI3Kアイソフォームであった(表2参照)。各ウェルの最終化合物濃度は10μMから1nMにおよんだ。
Figure 2016531861
インキュベーション後、各ウェルの反応を50μLの停止溶液[30% TCA/Water、10mM ATP]を加えることによってクエンチした。次にクエンチした反応混合物のそれぞれを96ウェルガラス繊維フィルタープレート[Corning,Costar Item No.3511]に移した。プレートを真空濾過し、改造したBio−Tek Instruments ELX−405 Auto Plate Washerにおいて、150μLの5%TCA/waterを用いて3回洗浄した。50μLのシンチレーション液(fluid)を各ウェルに加え、Perkin−Elmer TopCountTM NXT 液体シンチレーション計数器でプレートを読み、阻害値を表す33Pカウントを得た。
バックグラウンドウェルの値を、それぞれの試験ウェルで得た値から引き、そのデータはMorrison and Stone,Comments Mol.Cell Biophys.2:347−368,1985に記載された競合的に強く結合する(competitive tight binding)Ki方程式に適合させた。化合物1のPI3K−ガンマ阻害の程度はATP濃度につれて直線的に変動し、競合阻害が実証され、Ki値は8±4nMであった。さらに、化合物1をPI3K−アルファアイソフォーム、PI3K−ベータアイソフォームおよびPI3K−デルタアイソフォームに対して試験したとき、アイソフォーム選択性もまた見られ、表2において示されるようにPI3K−ガンマに関して15倍より大きい選択性を持つと判明した。
Figure 2016531861
細胞効力
PI3Kはマルチサブユニット複合体であって、調節サブユニットおよび触媒サブユニットから構成される。このクラスの酵素はホスファチジルイノシトール−4,5−ビスホスフェート(PIP2)のリン酸化を触媒し、二次メッセンジャー(messenger)であるホスファチジルイノシトール−3,4,5−トリホスフェート(PIP3)を生じさせる。受容体の活性化はPIP3水準の一時的な上昇を導く。PIP3は細胞膜でドッキング部位として働き、プレクストリン相同(PH)ドメインを含有するタンパク質、例えばAkt、PDK−1、Tekキナーゼなどをリクルートし(recruiting)、活性化する。次にこれらは重要な細胞機能、例えば増殖(growth)、代謝、移動(migration)、呼吸バーストなどを調節する。PI3Kシグナリング経路下流の作動因子は共通であるので、活性化に際しPI3Kのどのアイソフォームがリクルート(recruit)されるかを決定するのは受容体である。これに基づいて、多くの生化学的なpAktに基づいたアッセイおよび機能アッセイを使用し、他のPI3Kアイソフォームと比べたPI3K−ガンマインヒビターの効力および選択性を分析した。
実施例4.THP−1細胞において、MCP−1がpAktを刺激した
MCP−1のようなケモカインがその受容体に結合し、PI3K−ガンマシグナリング経路の活性化が生じる。PI3K−ガンマはPIP3の生成およびPDK−1ならびにAktのような下流分子の活性化を導く。細胞において、Aktリン酸化はPI3K活性の尺度である。このアッセイにおいて、THP−1細胞(ヒト単球性細胞株)を一晩中飢えさせ、pAktの水準をデプリートさせる(deplete)。そして次のMCP−1を用いた3分間の刺激はPI3K−ガンマが誘導するAktのスレオニン308部位およびセリン473部位のリン酸化を導く。細胞を固定し、細胞内のphosphoAKT(Ser473)を染色し、そしてBD FACSCaliburTMサイトメーターを使用して分析し、その結果細胞内PI3K−ガンマ活性を測定した。化合物1はこのアッセイにおいて、0.24±0.07μMのIC50を有していた。表3参照。
Figure 2016531861
実施例5.全血および白血球酸化バーストアッセイ
好中球、単球およびマクロファージは自然免疫の重要な媒介物である。それらは活性酸素種(ROS)を自然免疫炎症反応の一部として放出する。ROS生成はケモカイン、細菌のペプチドおよび補体などの炎症の媒介物によって誘導され、自然免疫細胞を炎症部位にリクルート(recruit)する。これらの炎症の媒介物はPI3K−ガンマの活性化を誘発し、下流のシグナリングカスケードを始め、細胞膜において完全なNADPH酸化酵素複合体の集合を導いて、ROSを生成する。PI3K−ガンマの機能活性を、全血および軟膜好中球(huffy coat neutrophil)および単球においてROS生成を介して測定した。細胞をTNF−アルファを用いて10分間、次に細菌細胞壁由来の走化性ペプチドであるfMLPを用いて20分間刺激し、非蛍光色素ジヒドロローダミン1,2,3(DHR)をロード(load)した。細胞によって生成されるROSはDHRを酸化して蛍光ローダミンにし、細胞内の蛍光ローダミン量の上昇を引き起こす。PI3K−ガンマ機能活性は好中球および単球がfMLP刺激後にROSを生成する能力によって測定される。白血球および全血試料をBD FACSCaliburTMで分析し、蛍光ローダミン陽性の細胞を定量した。軟膜細胞は血清非存在下のIC50を生成し、全血アッセイは血清存在下のIC50を生成する。化合物1は軟膜白血球アッセイにおいて0.22μMのIC50を有し、全血アッセイにおいては0.57μMを有した。表3参照。
実施例6.THP−1細胞においてCSF−1はpAktを刺激した
増殖(growth)因子、サイトカインおよびCSF1のような受容体チロシンキナーゼの他のリガンド(ligand)はその受容体に結合し、クラスIA PI3Kシグナリング経路の活性化を導く。PI3K活性化はPIP3の生成およびPDK−1ならびにAktのような下流分子の活性化を導く。Aktリン酸化は細胞におけるPI3K活性の尺度である。THP−1細胞(ヒト単球細胞株)を一晩中飢えさせ、pAkt水準をデプリートさせる(deplete)。CSF−1を用いた5分間の刺激はPI3Kα/β/δが誘導するAktのスレオニン308部位およびセリン473部位のリン酸化を導く。細胞を固定し、細胞内phosphoAkt(Ser473)を染色し、次にBD FACSCaliburTMサイトメーターで分析した。これは細胞のクラスIA PI3K阻害の尺度である。このアッセイにおいて、化合物1は9.7μMより大きいIC50を有し、クラスIA PI3Kについて選択性を実証した。表4参照。
実施例7.ヒトB細胞増殖(proliferation)アッセイ
B細胞はその発生と活性に関してPI3Kδに非常に依存している。PI3K−ガンマはB細胞受容体(BCR)複合体を介するシグナリングにおける欠くことのできない役割および冗長でない(non−redundant)な役割を有している。IgMが誘導するCa+流入および増殖(proliferation)の両方は、PI3K−δを欠損させたマウスにおいてまたはPI3K−δインヒビターにより弱められる。PI3K−ガンマはB細胞の活性において何ら役割を持たない。PI3K−ガンマアイソフォームに関するBCR複合体の特異性のため、これが細胞におけるPI3K−ガンマ阻害の程度を評価する理想的なPI3K−ガンマ試験である。試験化合物存在下において、精製されたヒトB細胞を抗IgMによって刺激する。4日後、細胞の生存/増殖(proliferation)を、ウェル内の細胞のATP量を測定するためのtiter−gloを使用して測定した。増殖(proliferation)の欠乏または減少はPI3K−ガンマ阻害程度の尺度である。化合物1は3.05±0.44μMのIC50を有し、これはPI3K−δの11倍の選択性ウインドウ(window)を示す。表4参照。
実施例8.HUVEC増殖(proliferation)アッセイ
PI3Kは重要なシグナリング分子であり、細胞生存、増殖(growth)および細胞周期へのエントリー(entry)を調節する多くの増殖(growth)因子の下流にある。PI3K−アルファアイソフォームおよびPI3K−ベータアイソフォームは両方、細胞周期へのエントリー(entry)を調節する;いずれかのアイソフォームの阻害は細胞増殖(growth)の減少につながる。HUVECは主要なヒト臍帯静脈内皮細胞であり、PI3KαおよびPI3Kβの両方を発現している。PI3K−アルファまたはPI3K−ベータのいずれかまたは両方の阻害はHUVECの細胞増殖(growth)を阻害する。化合物をHUVECの上にプレート(plate)し、化合物を処置して96時間後に、ウェル内の細胞のATPを測定するための細胞titer−gloを使用して、細胞増殖(proliferation)/生存を測定する。増殖(proliferation)の欠乏または減少はPI3K−アルファおよび/もしくはPI3K−ベータの阻害程度の尺度である。このアッセイにおいて、化合物1は19μMを超えるIC50を持ち、PI3K−アルファ/ベータより74倍を超える選択性であると実証した。表4参照。
実施例9.MCF−7増殖(proliferation)アッセイ
PI3K−Aktシグナリング経路は多くの通常の細胞過程を調節し、この過程は細胞増殖(proliferation)、生存および増殖(growth)を含み、腫瘍形成において重大である。PI3Kシグナリング経路の制御不全はヒトがんにおいて一般的におきる。MCF7はヒト胸部癌腫細胞株であり、この細胞株はp110αタンパク質のらせん状ドメインに活性化E545K PI3Kαヘテロ接合性の変異を持ち、PI3Kα経路の過度な活性を導く。MCF7細胞におけるPI3Kシグナリングの阻害は細胞増殖(growth)を阻害し、それゆえPI3K−アルファシグナリングのインヒビターは、MCF7増殖(proliferation)アッセイにおいて評価され得る。化合物はMCF7に加えられ、化合物処置96時間後に細胞titer−gloを使用してウェル内の細胞のATP量を測定することで、細胞増殖(proliferation)/生存は測定される。増殖(proliferation)の欠乏または減少はPI3K−アルファ阻害程度の尺度である。このアッセイにおいて、化合物1は17μMを超えるIC50を有し、そしてPI3K−アルファよりも67倍を超える選択性を実証した。表4参照。
上記で示されるように、化合物1は非常に優れた効力を持ち、PI3K−ガンマ関連細胞アッセイにおいて0.25μMであり、細胞を基にしたアッセイにおいて、PI3K−デルタの12倍、PI3K−アルファおよびPI3K−ベータの40〜80倍の選択性を持つ。
Figure 2016531861
薬物代謝
実施例10.組み換えCYP酵素による化合物1の代謝
組み換えCYP酵素(CYP1A2、2B6、2C8、2C9、2C19、2D6、2E1および3A4)を含有したミクロソームを使用し、どのCYPが化合物1の酸化を触媒するか決定した。それゆえ、化合物1(1μM)を、個々の組み換えCYPとともに、補因子のNADPH存在下において、インキュベートした。インキュベーション期間の最後に、残っている元の薬品の割合をLC−MS/MSによって決定し、最初に存在した量と比較した。結果は表5に示される。化合物1の代謝は、CYP3A4とともにインキュベーションした場合のみ検出されたが、見かけ上の速度は低かった。
Figure 2016531861
実施例11.化合物1によるCYP酵素の阻害
ヒト肝臓ミクロソームにおいて化合物1(0.01〜100μM)が可逆的にCYP酵素(CYP1A2、2B6,2C8、2C9、2C19、2D6および3A4)を阻害する能力を評価した。阻害アッセイをそれぞれのCYP酵素に対する選択的CYPプローブを用いて、(解離定数(Km)値に近い)特異の基質濃度で行った。データは表6に示される。化合物1はCYP1A2、2B6および2C8の中程度のインヒビターであった;IC50値は4〜7μMにおよんだ。
Figure 2016531861
化合物1によるCYP3A4の時間依存性的阻害もまたヒト肝臓ミクロソームにおいてIC50シフトアッセイを使用して評価した。研究において、0.1〜50μMの化合物1を0分および30分ヒト肝臓ミクロソームとともに、NADPH存在下および非存在下において、プレインキュベート(preincubate)した。次にインキュベーションを緩衝液で10倍希釈し、残っているCYP3A4(テストステロン−6−ベータ−ヒドロキシラーゼ)活性を10分間測定した。NADPHの存在下または非存在下において、化合物1のIC50に有意な差はなかった(IC50shift=1)。
この結果は、追跡研究において事実であると確かめられ、この研究ではヒト肝臓ミクロソームにおいて、10または50μMのいずれかの濃度の化合物1とともに、0、5、10、15および30分間プレインキュベーションした後のCYP3A4の時間依存的阻害を評価した。ポジティブコントロールであるミフェプリストンのKobs=0.053/分と比べて、研究におけるCYP3A4活性の低下に関する観察された速度定数(Kobs)は、試験した両方の濃度において0.0039/分であった。これらの研究の両方からのデータは、化合物1は時間依存的な様式でCYP3A4を阻害しないと実証する。
実施例12.酵素誘導
化合物1がプレグナン−X受容体(PXR)を活性化する能力を、CYP3A4遺伝子中にある2つのプロモーターが連結されたヒトPXR遺伝子およびルシフェラーゼレポーター遺伝子を安定して過剰発現するヒト肝がん細胞株であるDPX2細胞において0.1〜30μMの範囲の6つの濃度で評価した。リファンピシンをポジティブコントロールとして使用した。アッセイにおいて、化合物1はわずかな水準の活性を示し、ポジティブコントロールの5%の反応を起こし、EC50値は30μMより大きかった。
化合物1がCYP1A2およびCTP3A4を誘導する能力もまた肝細胞において評価した。0.1〜30μMの濃度の化合物1を3人の異なる提供者からの冷凍保存された初代培養ヒト肝細胞とともに48時間インキュベートし、ポジティブコントロール(すなわちCYP誘導物質:CYP1A2について50μMオメプラゾールおよびCYP3A4について10μMリファンピシン)の効果と比べた。LC−MS/MSを使用して、特異的なCYPプローブ基質(CYP1A2についてフェナセチンおよびCYP3A4についてテストステロン)の代謝産物形成を監視することによってCYP活性を決定した。CYPのメッセンジャーリボ核酸(mRNA)をRT−PCRによって分析し、CYP誘導能力を確かめた。結果は表7に示される。
3つ全ての肝細胞のロットにおける、化合物1への曝露後のCYP1A2またはCYP3A4の活性およびmRNA水準の変化はポジティブコントロールの20%未満だった。これらのin vitroのデータは化合物1はヒト肝細胞において、48時間の曝露後にCYP1A2またはCYP3A4を誘導する低い能力を有することを示す。
Figure 2016531861
実施例13.エフラックス(efflux)の透過性の能力
化合物1の透過性をCaco−2細胞株およびMadinDarbyイヌ腎臓(MDCK)野生型細胞株の両方を使用して評価した。頂端側(AからB方向の透過性を測定)または側底側(BからA方向の透過性を測定)で、細胞を緩衝物中の薬物に曝露し、37℃で1時間インキュベートした。結果は表7に示される。MDCK細胞株およびCaco−2細胞株の両方において、透過性はAからB方向が高かった。(それぞれ33および18×10−6cm/秒)
化合物1はエフラックス(efflux)トランスポーターの基質であるかどうかのアセスメントをヒトP−gp(MDR)を過剰発現するMDCK細胞株を使用して行った。方向性のある輸送を、この細胞株において検出し(エフラックス(efflux)割合=35.1)、化合物1はP−gpの基質であることと示した。表8参照。
Figure 2016531861
in vivoにおける薬物動態
実施例14.静脈内ボーラス投与量
単一のボーラス投与量の静脈内投与後、試験したすべての種において化合物1は低い全身クリアランスおよび長い半減期を有した。表9参照。マウス、ラット、イヌおよびサルの肝血流における化合物1のクリアランス値はおよそ5.4%、3.6%、13%および26%を表す。分布容積は体内水分全体よりも多く、化合物1の組織への分布を示していた。
Figure 2016531861
Figure 2016531861
実施例15.経口の生物学的利用能
表10に示されるように、マウス、ラット、イヌおよびサルに化合物1の単一用量の投与をした後、化合物1の経口の生物学的利用能は高かった(80%より大きい)。(100%より大きい)サルにおける生物学的利用能はIVと経口服用との間の10倍差によって説明され得る。全ての種において、化合物1は急速に吸収され、全身の濃度は服用からおよそ1〜3時間で最高になることが観察された。
Figure 2016531861
表11は国際特許出願公開番号WO 2011/087776(「‘776 出願」)に記載されるPI3Kインヒビターについての薬物動態データを提供し、それぞれは化合物1の核ファーマコフォア構造と同じ核ファーマコフォア構造を有している。‘776 出願の229、229、234および242ページの化合物705、709、735および772をそれぞれ参照。静脈内送達後の化合物1の全身の血漿のクリアランスは、他の化合物を用いた研究において観察される場合より有意に低かった(2.5倍〜8倍)。血漿クリアランスデータは静脈内のデータ、経口曝露、AUCおよびCmax値と一致する。これらのデータは、化合物1はこれらの化合物と比較して、思いがけなく有望な薬物動態プロフィールを有することを示す。
Figure 2016531861
Figure 2016531861
実施例16.ラットにおける組織分布
5mg/kgの経口用量を雄ラットに投与後、化合物1はほとんどの組織に充分に分布した。表12参照。脳および脳脊髄液(CSF)は化合物1への曝露がとても低く、それぞれ111ng/gおよび27ng/mLのCmax(血漿曝露の0.1%未満)を示した器官であった。化合物1は肝臓、腎臓に充分に分布し、Cmaxはそれぞれ11400ng/gおよび4770ng/gであった。組織対血漿の比率は肝臓>腎臓>心臓>肺>脾臓>脳>CSFの傾向に従った。調べたそれぞれの器官における化合物1の***反応速度論は血漿反応速度論に追随した。単一用量の投与後、化合物1の組織蓄積の証拠はなかった。
Figure 2016531861
実施例17.マウスCIAモデルにおける化合物1
治療マウスコラーゲン誘導性関節炎(CIA)モデルにおいて、2.5mg/kg BID(5mg/kg/day)、5mg/kg BID(10mg/kg/day)または10mg/kg BID(20mg/kg/day)で化合物1を試験した。Syk低分子インヒビターであって、参考基準として使用されたフォスタマチニブを30mg/kg BID(60mg/kg/day)で経口的に服用させた。化合物を10日間、12/12時間BIDの服用計画で、研究の終了まで服用させた。化合物1を0.2%MC、1%SLSにおいて調製した。服用量は10mL/kgであった。末期の血漿試料を最後の服用後2、4および12時間において集めた。四肢全ておよび両方の膝を集め、病理組織診断のために処理した。
CIAモデルにおいて、臨床的関節炎スコアの評価および関節の病理組織診断によって決定したとき、化合物1を用いた処置は有意かつ有益な効果を示した。2.5mg/kg BID 化合物1(d2〜11)、5mg/kg BID 化合物1(d2〜11)、10mg/kg BID 化合物1(d2〜11)または30mg/kg BID フォスタマチニブ(d2〜11)で処置されたマウスについて、ビヒクルコントロールと比べたとき、毎日測定された関節炎スコアは正常に向かって有意に減少した。図1参照。登録時に関節炎の臨床的兆候を示したそれらの足(治療足)だけを考える場合、臨床的関節炎スコアは、5mg/kg BID 化合物1(d5〜11)または10mg/kg BID 化合物1(d2〜11)で処置したマウスについては有意に減少したが、30mg/kg BID フォスタマチニブ(d2〜11)処置群については減少しなかった。図2参照。登録時に関節炎の臨床的兆候を示さなかったそれらの足(予防足)だけを考える場合、2.5mg/kg BID 化合物1(d2、4〜11)、5mg/kg BID 化合物1(d2〜11)、10mg/kg BID 化合物1(d2〜11)または30mg/kg BID フォスタマチニブ(d5〜9)で処置したマウスについて、ビヒクルコントロールと比べた場合、臨床的関節炎スコアは有意に減少した。図3参照。
表13において示されるように、30mg/kg BID フォスタマチニブ(25%)、2.5mg/kg BID 化合物1(28%)、5mg/kg BID 化合物1(63%)または10mg/kg BID 化合物1(89%)で処置したマウスについて、ビヒクルコントロールと比べた場合、曲線下の面積(AUC)として表された臨床的関節炎スコアは正常に向かって有意に減少した。治療足だけを考えた場合、10mg/kg BID 化合物1(79%)で処置したマウスについて、関節炎スコアAUCは有意に減少した。予防足だけを考えた場合、30mg/kg BID フォスタマチニブ(32%)、2.5mg/kg BID 化合物1(42%)、5mg/kg BID 化合物1(81%)および10mg/kg BID 化合物1(98%)で処置したマウスについて、ビヒクルコントロールと比べた場合、関節炎スコアAUCは有意に減少した。
Figure 2016531861
実施例18.マウスIBDモデルにおける化合物1
PI3Kγインヒビターである化合物1を、CD40が誘導する大腸炎モデルにおいて試験し、疾患経過における効果を決定した。抗CD40モノクローナル抗体(アゴニスト、すなわち中和抗体に対する活性化抗体)をT細胞およびB細胞を欠損するマウス(Rag 1−/−マウス)に注射し、全身の炎症および腸の炎症の両方を誘導し、自然免疫経路を介する大腸炎および消耗性疾患を導くことによってIBDのCD40モデルは誘導される(例えばImmunity 25,309−318,8月 2006参照)。簡潔に言えば、抗CD−40モノクローナル抗体であるFGK45をRag1ノックアウトマウス腹腔内に注射した。第0日に開始し、PBS、ビヒクルまたは5mg/kg b.i.d.もしくは10mg/kg b.i.d.の化合物1でマウスを試験した。化合物1を7日間、10/14時間b.i.d.の服用計画で腹腔内投与した。化合物1を5% NMP/15% PEG−400/80% 水中の0.5%HPMC−E50溶液中で製剤化した。研究の末期において、血清および結腸試料を薬物濃度分析のための最後の服用後2時間において集めた。研究の間、体重を毎日測定した。研究の末期において、最後の投与後2時間において集めた血漿試料において、化合物1濃度を分析した。高速液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析(HPLC/MS/MS)法を使用して、濃度を決定した。
抗CD40モノクローナル抗体を注射したマウスおよびビヒクルまたはPBSを用いて処置したマウスは、体重が低下し(基準線からの割合変化として測定)、その低下は第1日から始まり、基準値に向かって回復する前、第3〜4日において最高になった。図4に示されるように、疾患が誘導する体重低下は、PBS処置群においては、第3日および第4日でそれぞれ17.2%および17%であり、ビヒクル処置群においては、第3日および第4日でそれぞれ12.8%および12.6%であった。図4はまた5mg/kg b.i.d(p<0.05 d3、**p<0.01 d4)または10mg/kg b.i.d(***p<0.001 d3〜4)の化合物1を用いて処置したマウスにおいては、ビヒクルコントロールと比べた場合、体重低下は有意に阻害されることも示す。
Figure 2016531861
上記発明は理解の明快さを目的として、図解および例という方法によっていくらか詳細に記載されているが、添付の請求の範囲の趣旨からも範囲からも逸脱することなく、ある一定の変更および改変がなされ得ることは、当業者にとって本発明の教示に照らし容易に明白である。

Claims (7)

  1. 以下の式:
    Figure 2016531861
    を有する化合物またはその薬学的に許容可能な塩。
  2. 請求項1に記載の化合物および薬学的に許容可能な担体、アジュバントまたはビヒクルを含む薬学的組成物。
  3. 喘息、アトピー性皮膚炎、鼻炎、アレルギー性疾患、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、敗血性ショック、特発性肺線維症、脳卒中、火傷、関節疾患、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アテローム性動脈硬化、急性膵炎、乾癬、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、クローン病およびグレーブス病から選択される自己免疫疾患または炎症性疾患から選択される疾患または状態の重症度を処置するまたは和らげる方法であって、前記の患者に請求項1による化合物またはその塩もしくはその薬学的組成物投与する工程を含む方法。
  4. 前記の疾患または障害が関節リウマチである、請求項3に記載の方法。
  5. 請求項1に記載の化合物、もしくは上記化合物を含む組成物と生物学的試料を接触させる工程を含む、生物学的試料においてPI3K−ガンマキナーゼ活性を阻害する方法。
  6. 請求項1に記載の化合物もしくは該化合物を含む組成物に物学的試料を接触させる工程または、請求項1に記載の化合物または該記化合物を含む組成物を、それを必要とする患者に投与する工程を含む、前記少なくとも1つの他のPI3KアイソフォームよりPI3K−ガンマアイソフォームを選択的に阻害する方法。
  7. 前記少なくとも1つの他のPI3KアイソフォームがPI3K−アルファ、PI3K−ベータ、PI3K−デルタおよびその組み合わせからなる群から選択される、請求項6に記載の方法。
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