JP2022526985A - 改良されたコンジュゲーションリンカー - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年4月5日に出願された米国仮出願第62/830,280号の優先権を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、電子フォーマットの配列表を伴って提出されている。その配列表は、2020年4月3日作成、サイズ2,112バイトの、670572002140SeqList.txtという名称のファイルとして提供されている。配列表の電子フォーマットの情報は、参照によりその全体が組み込まれる。
本開示は、一般に、小分子、ペプチド、オリゴヌクレオチド、およびタンパク質とのコンジュゲーションに適したβ脱離リンカー、およびそのリンカーを含む化合物、に関する。
[式中、n、R1、R2、R4、X、およびZは、本明細書に開示されている通りである。]で示されるリンカー、が提供される。いくつかの実施形態において、リンカーは、β脱離リンカーである。いくつかの実施形態において、β脱離リンカーは、小分子、ペプチド、およびタンパク質の治療薬のコンジュゲーションに適している。
[式中、n、R1、R2、R4、Y、Z、およびDは、本明細書に開示されている通りである。]で示されるリンカー-薬物、が提供される。いくつかの実施形態において、式(II)のリンカー-薬物は、式(I)のリンカーを、小分子、ペプチド、またはタンパク質の治療薬などの薬物と組み合わせることによって、製造される。
[式中、n、q、R1、R2、R4、M、Y、Z*、およびDは、本明細書に開示されている通りである。]で示されるコンジュゲート、が提供される。いくつかの実施形態において、式(III)のコンジュゲートは、式(I)のリンカーを介して、高分子担体Mに放出可能に結合された、薬物Dのコンジュゲートである。
[式中、n、r、R1、R2、R4、W、Z*、P1、およびP2は、本明細書に開示されている通りである。]で示されるヒドロゲル、が提供される。いくつかの実施形態において、式(IV)の化合物は、分解性の架橋ヒドロゲルである。いくつかの実施形態において、分解性架橋ヒドロゲルは、式(I)のリンカーの残基を含む。
本明細書において、特に断りのない限り、「a」、「an」などの用語の使用は、1つまたは複数を意味する。
RaaおよびRbbは、それぞれ独立して、H、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、またはアリールであるか、または、
RaaおよびRbbは、それらが結合する窒素原子と一緒になってヘテロシクリルを形成し、これは、任意に、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヒドロキシル、アルコキシ、または-CNで置換されていてもよく、ここで、
各Rccは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロゲン、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、アリール、-CN、または-NO2である。
一態様において、本明細書において、式(I)
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Xは、脱離基であり;および、
Zは、リンカーを高分子担体に接続するための官能基である。]
で示されるリンカー、が提供される。
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR3、-SOR3、または-SO2R3、
[ここで、R3は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR8、または-NR8 2であり、ここで、各R8は、独立して、H、または任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR8基は、それらが結合する窒素と一緒にヘテロ環を形成する。];または、
SR9、
[ここで、R9は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である。
別の態様において、式(II)
[式中、n、R1、R2、R4、X、およびZは、式(I)について本明細書に開示された通りであり;Dは、薬物でり;Yは、Dがアミンを介して接続された薬物である場合、存在せず、あるいは、Yは、Dが、フェノール、アルコール、チオール、チオフェノール、イミダゾール、または非塩基性アミンを介して接続された薬物である場合、-N(R6)CH2-であり、ここで、R6は、任意に置換されていてもよいC1-C6アルキル、任意に置換されていてもよいアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールである。]
で示される化合物、が提供される。
いくつかの実施形態において、式(II)の化合物は、式(I)のリンカーを、小分子、ペプチド、またはタンパク質治療薬などの、薬物と組み合わせることによって調製される、リンカー-薬物である。
配列番号1:HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKQGGPSSGAPPPS-NH2 ([N28Q]エキセナチド)
配列番号2:GIVEQCCTSICSLYQLENYCN (インスリンリスプロのA鎖)
配列番号3:FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTKPT (インスリンリスプロのB鎖)
配列番号4:HGDGSFSDEMNTILDNLAARDFINWLIQTKITD (テデュグルチド([Gly2]GLP-2))
配列番号5:FCFWKTCT (オクトレオチド;Cys2-Cys7環状ジスルフィド)
別の態様において、式(III)
[式中、n、R1、R2、R4、D、およびYは、式(I)または式(II)について本明細書に開示されている通りであり;Mは、高分子担体であり;qは、Mが可溶性高分子の場合、1~10の整数であり、あるいは、qは、Mが不溶性マトリックスの場合、多数であり;Z*は、Mへの結合部を示す。]
で示されるコンジュゲート、が提供される。
いくつかの実施形態において、式(III)の化合物は、式(I)のリンカーを介して高分子担体Mに放出可能に結合した薬物Dの、コンジュゲートである。Mが不溶性マトリックスである場合、多数のリンカー-薬物が、Mに結合し得ることが理解される。例えば、いくつかの実施形態において、Mが式(IV)のヒドロゲルであり、P1およびP2の両方が4-アームのポリマーである場合、1、2、3、または4つのリンカー-薬物が、各P1-P2ユニットに結合し得る。したがって、リンカー-薬物を適切な比率でMと反応させることにより、所望する多数を得ることができる。このようにして、マトリックスの体積中に適切な薬物濃度を得ることができる。
別の態様において、式(IV)
[式中、n、R1、R2、R4、およびZ*は、式(I)、(II)、または(III)について本明細書に開示されている通りであり;
Wは、存在しないか、あるいは、
ここで、x、y、およびzのそれぞれは、独立して、0~6の整数であり、Bは、-NH2、-ONH2、ケトン、アルデヒド、-SH、-OH、-CO2H、カルボキサミド基、または、シクロオクチンまたはビシクロノニンを含む基、であり、および、C*は、カルボキサミド、チオエーテル、チオスクシンイミジル、トリアゾール、またはオキシムであり;および、
P1およびP2は、独立して、分子量1~40kDaのr-アームポリマーであり、ここで、rは、2~8の整数である。]
で示されるヒドロゲル、が提供される。
(CH2)xは、NHに結合し、C*は、P2に結合することが理解される。いくつかの実施形態において、式(IV)のヒドロゲルは、分解性である。
別の態様において、薬学的に許容される緩衝液および/または賦形剤と一緒に、高分子担体-薬物コンジュゲートまたはその薬学的に許容される塩を含む、医薬組成物、が本明細書で提供される。緩衝液は、リンカーの安定性が保存中および必要に応じた再調製時に維持されるように、選択され、典型的には、pHが、2~7、好ましくは2~6、より好ましくは2~5である。許容される緩衝液としては、酢酸、クエン酸、リン酸、ヒスチジン、グルコン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、乳酸、酒石酸、コハク酸、リンゴ酸、フマル酸、α-ケトグルタル酸などが挙げられる。賦形剤としては、塩化ナトリウムなどの、張性剤および浸透圧剤;クエン酸またはクエン酸塩、およびパラベンなどの、保存剤;フェノールおよびクレゾールなどの、抗菌剤;ブチル化ヒドロキシトルエン、ビタミンA、C、またはE、システイン、メチオニンなどの、抗酸化剤;スクロース、ポリオール、ヒアルロン酸、およびカルボキシメチルセルロースなどの、密度調整剤、を挙げることができる。これらの製剤は、例えば、「Remington’s Pharmaceutical Science」 A.R. Gennaro, ed., 17th edition, 1985, Mack Publishing Company, Easton, PA, USAに記載されているように、当業者に知られている従来の方法によって、製造することができる。医薬組成物は、液体溶液または懸濁液で供給されてもよく、あるいは、例えば、液体組成物の凍結乾燥によって、固体として提供されてもよい。このような凍結乾燥物は、使用前に迅速かつ効率的な再調製を行うための増量剤をさらに含み得る。
別の態様において、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートおよびそれを含む医薬組成物を用いて、個体の疾患または病気を治療または予防することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲート、または本明細書に記載の高分子担体-薬物コンジュゲートを含む医薬組成物を、それを必要とする個体に投与することを含む、疾患または病気を治療する方法、が提供される。「個体」は、ヒトであってよく、あるいは、ネコ、イヌ、ウシ、ラット、マウス、ウマ、ウサギ、または他の飼育動物などの、動物であってもよい。
式(I)のリンカーは、後記の実施例で示すような、いくつかの経路によって製造され得る。一方法では、ジェミナル-ジアルキルカルボニル化合物(A)を、塩基の作用により、R1R2CH2と縮合させる。
式(II)のリンカー-薬物を用いて、脱保護された官能基Zを、高分子担体Mに結合した関連(cognate)の反応性基と反応させることにより、式(III)
で示される、コンジュゲートを製造することができる。
いくつかの実施形態において、Mは、式(IV)
[式中、P1、P2、Z*、n、r、R1、R2、R4、およびWは、本明細書に開示された通りである。]
で示される、生分解性のヒドロゲルである。
[式中、基は、上記で定義された通りである。]
であり、他の1つのプレポリマーは、式P1-(Z’)rで示されるものである。
適切な溶媒中で混合されると、典型的には、ZおよびZ’がアジド/シクロオクチンの場合には、pHが2~7で、または、ZおよびZ’が活性エステルおよびアミンの場合には、pHが6~9で、水溶性緩衝液で混合されると、ZおよびZ’基は、反応して、式(IV)の架橋を含む不溶性ヒドロゲルマトリックスを形成する。このプロセスは、バルク相で、または有機/水の混合系での乳化の条件下で、実施することができ、注入に適したマイクロスフェアなどの微粒子懸濁液を形成することができる。
実施形態1
式(I)
[式中、
n=1~6、
R1およびR2の両方は、独立して、電子求引基であるか、または、R1およびR2のうちの1つが電子求引基であり、他の1つがアルキルまたはHであり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、一緒になって3~6員環を形成してもよく;
Zは、リンカーをコンジュゲーションの担体に結合させるための基であり;および、
Xは、脱離基である。]
で示される、リンカー。
実施形態2
Xが、ハロゲン、N-スクシンイミジルオキシ、ニトロフェノキシ、ペンタハロフェノキシ、イミダゾリル、トリアゾリル、またはテトラゾリルである、実施形態1に記載のリンカー。
実施形態3
Zが、保護されたアミン、保護されたアミノオキシ、ケトンまたは保護されたケトン、アルデヒドまたは保護されたアルデヒド、マレイミジル、保護されたチオール、保護されたアルコール、アジド、1,2,4,5-テトラジニル、トランス-シクロオクテニル、ビシクロノニニル、またはシクロオクチニルである、実施形態1に記載のリンカー。
実施形態4
式(II)
[式中、Yは、Dがアミンを介して接続された薬物である場合、存在せず、あるいは、Yは、Dが、フェノール、アルコール、チオール、チオフェノール、イミダゾール、または非塩基性アミンを介して接続された薬物である場合、N(R6)CH2であり、ここで、R6は、任意に置換されていてもよいC1-C6アルキル、または、任意に置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、である。]
で示される、リンカー-薬物。
実施形態5
式(III)
[式中、Mは、高分子担体であり、Z*は、カルボン酸アミド、オキシム、1,2,3-トリアゾール、チオエーテル、チオスクシンイミド、またはエーテルを含み、q=1~多数、である。]
で示される、コンジュゲート。
実施形態6
式(IV)
[式中、P1およびP2は、独立して、r-アームポリマーであり、ここで、r=2~8であり、および、Wは、存在しないか、あるいは、
ここで、x、y、およびzは、それぞれ独立して、0~6であり、Bは、NH2、ONH2、ケトン、アルデヒド、SH、OH、CO2H、またはカルボキサミド基であり、および、C*は、カルボキサミド、チオエーテル、チオスクシンイミジル、トリアゾール、またはオキシムである。]
で示される、ヒドロゲル。
1Mのカリウムtert-ブトキシドのTHF溶液(3.5mL、3.5mmol)を、-30℃で、メチル 3-アジド-2,2-ジメチルプロピオネート(Kim, Synthetic Communicationsに従って調製;300mg、1.9mmol)、およびアセトニトリル(0.365mL、7.0mmol)のTHF7mLの溶液に加えた。混合物を-30℃で30分間撹拌し、次いで、1時間で周囲温度まで昇温し、さらに30分間撹拌した。混合物を氷で冷却し、6NのHCl(0.62mL、3.7mmol)を加えてクエンチし、次に、EtOAcと水で分液した。水相をEtOAcで2回抽出し、合わせた有機物を食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、そして、濃縮して、粗製のケトンを得た。
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) d 3.83-3.92 (m,1H), 3.43 (d, J=12.1 Hz,1H), 3.21 (d, J=12.1 Hz, 1H), 2.41-2.62 (m,3H), 0.97 (s,3H), 0.96 (s,3H).
1H-NMR (CDCl3, 300 MHz) d 5.03 (dd,J=7.0,5.1,1H), 3.27-3.41 (m,6H), 3.43 (d, J=12.1 Hz,1H), 3.21 (d, J=12.1 Hz, 1H), 2.41-2.62 (m,3H), 0.97 (s,3H), 0.96 (s,3H).
1.43Mのn-ブチルリチウムのヘキサン溶液(70mL、100mmol)を、不活性雰囲気下、-50℃に保った、N,N-ジメチルメタンスルホンアミド(12.33g、100mmol)の無水THF200mLの撹拌溶液に加えた。混合物を1時間で-20℃に昇温し、次いで、-50℃に再冷却した後、メチル 3-アジド-2,2-ジメチルプロピオネート(Kim, Synthetic Communicationsに従って調製;7.70g、50mmol)を加えた。混合物を2時間で+10℃に昇温し、次いで、20mLの6NのHClでクエンチした。混合物を、メチルt-ブチルエーテル(MTBE、200mL)で希釈し、水100mLで2回、および食塩水100mLで1回、洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、粗製のケトン生成物14.05gを得た。0、20、30、40、および50%のEtOAc/ヘキサンの段階グラジエントを用いたSiO2(220g)のクロマトグラフィーにより精製して、結晶固体として、4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブタノン(10.65g、86%)を得た。
(3)これらの手法に従って製造した、さらなる式(I)の化合物は、以下のものが挙げられる。
4-アジド-1-(メチルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2CH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((4-メチルピペリジニル)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2CHCH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。LC/MSは[M+H]+=446.15を示す。
4-アジド-1-(フェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2Ph、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-クロロフェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2PhCl、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-モルホリノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2O、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(イソプロピルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2CH(CH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((N-エチル-N-メチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH3)(CH2CH3)、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-((N,N-ビス(2-メトキシエチル)アミノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2N(CH2CH2OCH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
4-アジド-1-(4-メチルフェニルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブチル スクシンイミジル カーボネート (式Iにおいて、n=1、R1=SO2PhCH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、および、X=スクシンイミジルオキシ)。
式(I)のリンカーの製造
(a)エチル 4-クロロ-2,2-ジメチルブタノエート
撹拌子、ラバーセプタム、窒素注入口、および熱電対プローブを取り付けた、ヒートガン乾燥した500mLの丸底フラスコに、iPr2NH(5.30mL、37.4mmol、1.1当量、最終濃度0.27M)、およびTHF(100mL)を入れた。反応混合物を0℃で冷却しながら、nBuLiの溶液(ヘキサン中1.28M、27.8mL、35.7mmol、1.05当量、最終濃度0.26M)を、内部温度が+10℃を超えない速度で(~10分)、シリンジを介して滴下して加えた。反応混合物を、0℃で15分間撹拌し、-78℃に冷却し、イソ酪酸エチル(4.6mL、4.0g、34mmol、1.0当量、最終濃度0.24M)のTHF(5mL)溶液を、内部温度が-65℃を超えない速度で(~5分)、シリンジを介して滴下して加えた。反応混合物を、-78℃で45分間撹拌し、次いで、1-ブロモ-2-クロロエタン(2.8mL、34mmol、1.0当量、最終濃度0.24M)のTHF(5mL)溶液を、内部温度が-68℃を超えない速度で、加えた。反応混合物を、-78℃で15分間撹拌し、0℃に昇温し、0℃で15分間撹拌した。反応混合物を、EtOAc(100mL)および5%KHSO4(100mL)で希釈した。水相を分離し、EtOAc(3×50mL)で抽出した。水相を分離し、EtOAc(3×50mL)で抽出した。合わせた有機相を、食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、トルエン(10mL×2)から濃縮して、4.85g(27mmol、79%)の所望の塩化物を、淡黄色の油として得た。
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 4.14 (q, J=7.2 Hz, 2 H), 3.43 - 3.57 (m, 2 H), 1.94 - 2.19 (m, 2 H), 1.27 (t, J=7.1 Hz, 3 H), 1.22 (s, 6 H)
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 4.15 (q, J=7.1 Hz, 2 H), 3.22 - 3.35 (m, 2 H), 1.81 - 1.96 (m, 2 H), 1.27 (t, J=7.2 Hz, 3 H), 1.15 - 1.24 (m, 6 H)
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 3.66 (s, 2 H), 3.37 (t, J=6.7 Hz, 2 H), 1.86 (t, J=6.8 Hz, 2 H), 1.16 - 1.27 (m, 6 H)
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 3.76 (ddd, J=9.1, 5.4, 3.4 Hz, 1 H), 3.34 - 3.50 (m, 2 H), 2.38 - 2.64 (m, 3 H), 1.68 - 1.82 (m, 1 H), 1.50 (ddd, J=14.1, 7.4, 6.6 Hz, 1 H), 0.96 (s, 3 H), 0.94 (s, 3 H)
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 4.90 - 4.99 (m, 1 H), 3.32 - 3.50 (m, 2 H), 2.84 - 2.88 (m, 4 H), 2.66 - 2.82 (m, 2 H), 1.58 - 1.80 (m, 2 H), 1.08 (s, 6 H).
(a)エチル 5-クロロ-2,2-ジメチルペンタノエート
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 4.13 (q, J=7.2 Hz, 2 H), 3.49 - 3.56 (m, 2 H), 1.62 - 1.83 (m, 4 H), 1.26 (t, J=7.1 Hz, 3 H), 1.17 - 1.22 (m, 6 H)
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 4.13 (q, J=7.0 Hz, 2 H), 3.26 (t, J=5.9 Hz, 2 H), 1.46 - 1.65 (m, 4 H), 1.26 (t, J=7.2 Hz, 3 H), 1.19 (s, 6 H).
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 3.61 (d, J=0.4 Hz, 2 H), 3.32 (t, J=6.3 Hz, 2 H), 1.42 - 1.68 (m, 5 H), 1.17 - 1.24 (m, 6 H).
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 3.68 - 3.79 (m, 1 H), 3.30 (t, J=6.6 Hz, 2 H), 2.39 - 2.60 (m, 2 H), 2.23 - 2.29 (m, 1 H), 1.20 - 1.68 (m, 4 H), 0.93 (s, 3 H), 0.92 (s, 3 H)
1H NMR (CDCl3, 300 MHz) δ 4.93 (dd, J=7.1, 5.3 Hz, 1 H), 3.32 (s, 2 H), 2.86 (s, 4 H), 2.71 - 2.79 (m, 2 H), 1.29 - 1.72 (m, 4 H), 1.05 (s., 3 H), 1.04 (s., 3 H).
Z=保護ケトンである、式(I)のリンカーの製造
濃H2SO4(0.5mL)を、ピルビン酸(8.8g、100mmol)およびオルトギ酸トリエチル(40mL、240mmol)の氷冷混合物に加えた。混合物を、氷冷で30分間撹拌し、次いで、CH2Cl2で希釈し、冷水、続いて食塩水で、2回洗浄し、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮して、粗製の2,2-ジエトキシプロパン酸(11.16g、69mmol)を得た。これを、250mLのCH2Cl2に溶解し、N-ヒドロキシスクシンイミド(8.7g、76mmol)で処理し、続いてジシクロヘキシルカルボジイミド(15.6g、76mmol)で、2時間処理した。濃い白色のスラリーを濾過して、ジシクロヘキシルウレアを取り除き、次いで、シリカゲルのパッドに通して、黄色をほぼ除去した。シリカゲルを1:1のEtOAc/ヘキサンですすぎ、合わせた溶出液を濃縮した。残渣を、温めた20%EtOAc/ヘキサンから結晶化して、スクシンイミジルエステル(11.73g、45mmol)の最初の生成物を、白色の結晶として得た。SiO2での母液(0~60%EtOAc/ヘキサン)のクロマトグラフィー、およびそれに続く結晶化により、追加の生成物を得て、合計13.0gの生成物(ピルビン酸からの全過程で50%)を得た。
エチル 3-アミノ-2,2-ジメチルプロパノエート(CombiBlocks;1.82g、10mmol)、およびスクシンイミジル 2,2-ジエトキシプロパノエート(2.6g、10mmol)の、10mLのDMFの溶液を、周囲温度で1時間、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(3.5mL、20mmol)で処理した。混合物を、EtOAcで希釈し、水、5%KHSO4、NaHCO3飽和水、および食塩水で、順次に洗浄し、次いで、MgSO4で乾燥し、濾過し、濃縮した。SiO2のクロマトグラフィー(0~70%MTBE/ヘキサン)により、生成物エステル(2.48g、86%)を、無色の油として得た。
X=N(R6)CH2Clである、式(I)のリンカーの製造
ピリジンを、4-アジド-1-シアノ-3,3-ジメチル-2-ブタノール、およびトリホスゲンのTHF溶液に加えた。15分後、混合物を濾過し、濃縮した。残渣を、CH2Cl2に溶解し、N,N-ジエチル 4-アミノベンズアミド、およびトリエチルアミンで処理した。1時間後、混合物を、CH2Cl2で希釈し、5%KHSO4、水、および食塩水で洗浄し、次いで、MgSO4で乾燥し、濾過し、エバポレートした。生成物を結晶化した。
工程1のカルバメート(1mmol)、パラホルムアルデヒド(120mg)、クロロトリメチルシラン(0.5mL)、および1,2-ジクロロエタン(4mL)の混合物を、スクリューキャップバイアルに密封し、50℃で12分間加熱した。冷却後、混合物を濃縮し、残渣を10mLのMTBEに再溶解し、濾過し、そして再濃縮して、N-クロロメチルカルバメートを、無色の油として得た。
Z=アジドである、式(II)の化合物の製造
t-ブチルスクシンイミジルカーボネート(385μL)の58.4mg/mLの溶液を、オクトレオチドアセテート(128mg)、およびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(0.2mL)の、アミンフリーの2mLのN,N-ジメチルホルムアミドの混合物に、加えた。4時間後、HPLC分析により、91.6%のモノ-Boc-オクトレオチド、3.0%のジ-Boc-オクトレオチド、および、5.4%のオクトレオチドの存在が示された。UV分光光度分析により、43.5mMの総オクトレオチド濃度が示された。この溶液を精製せずに使用した。
式(I)の化合物を、40mMで、アミンフリーのDMFに溶解した。上記によるBoc-オクトレオチドのアリコート(500μL、総オクトレオチド21.8μmol)を、式(I)の化合物の溶液(540μL、21.6μmol)と混合し、周囲温度で16時間保持した。反応物を、5mLの氷冷0.1M酢酸で希釈し、沈殿したリンカー-ペプチドを遠心分離によって収集した。ペレット化した物質を4mLのメタノールに溶解し、分取HPLC(C18、20~80%MeCN/H2O/0.1%TFA)で精製した。乾燥後、精製物を氷冷した95:5のトリフルオロ酢酸/水1mLに溶解して、Boc基を除去し、10分間保持し、次いで、冷却したエーテル10mLを加えて沈殿させ、乾燥した。
Nα-[(4-アジド-1-((N,N-ジメチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=SO2N(CH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。収量23.6mg(84%)、LC-MSは[M+H]+=1295.75を示す(期待値1295.6)。
Nα-[(4-アジド-1-((N-エチル-N-メチルアミノ)スルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=SO2N(CH3)(CH2CH3)、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。収量21.6mg、LC-MSは[M+H]+=1309.75を示す(期待値1309.6)。
Nα-[(4-アジド-1-((モルホリノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=SO2N(CH2CH2)2O、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。収量19.9mg(84%)、LC-MSは[M+H]+=1337.7を示す(期待値1337.6)。
Nα-[(4-アジド-1-((N,N-ビス(2-メトキシエチル)アミノスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=SO2N(CH2CH2OCH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。収量35.4mg、LC-MSは[M+H]+=1383.8を示す(期待値1383.7)。
Nα-[(4-アジド-1-((イソプロピルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=SO2CH(CH3)2、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。収量16.8mg、LC-MSは[M+H]+=1294.7を示す(期待値1294.6)。
Nα-[(4-アジド-1-(1-シアノ-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=CN、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。
Nα-[(4-アジド-1-(1-(メチルスルホニル)-3,3-ジメチル-2-ブトキシ)カルボニル]オクトレオチド (n=1、R1=SO2CH3、R2=H、R4=CH3、Z=N3、D=α-アミノ基を介して接続されたオクトレオチド)。
25mLのフリット付SPEカラムにおいて、Rinkアミド樹脂(0.63meq/g置換、0.12mmolペプチド/gペプチド-樹脂、1.00gペプチド-樹脂、0.12mmolペプチド)上の、保護された[Gln28]エキセナチド(Fmoc α-アミン)を、10mLのDMFで、周囲温度で30分間、膨潤させた。F/Fルアーアダプターと12mLシリンジを用いたシリンジ濾過により、DMFを除去し、膨潤した樹脂を、5%の4-メチルピペリジンのDMF液で処理した(2×10mLを各5分、その後、2×10mLを各20分)。次に、Fmoc脱保護の樹脂を、DMF(10×10mL)で洗浄し、シリンジ濾過によって上清を取り除いた。洗浄した樹脂を、8.4mLのDMFに懸濁し、3.6mLのO-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチル}-O’-スクシンイミジルカーボネート(DMF中0.10M、0.36mmol、最終濃度30mM)、および、4-メチルモルホリン(40μL、0.36mmol、最終濃度30mM)で処理した。オービタルシェーカーを用いて、反応混合物を撹拌した。20時間後、シリンジ濾過により上清を取り除き、樹脂を、DMF(5×15mL)およびCH2Cl2(5×15mL)で順次に洗浄した。カイザーテストでは、中間体リンカー修飾樹脂における遊離アミンについて陰性であった。次いで、オービタルシェーカーで穏やかに撹拌しながら、樹脂を、10mLの予め冷却(0℃)した90:5:5のTFA:TIPS:H2Oで処理した。2時間後、樹脂を真空濾過し、TFA(2×1.5mL)で洗浄した。濾液を、ロータリーエバポレーションにより~6mLに濃縮した。風袋を量った50mLファルコン(Falcon)チューブ内に入った40mLの-20℃のMTBEに、TFA濃縮物を滴下して加えることにより、粗リンカー-ペプチドを沈殿させた。-20℃で10分間、インキュベートした後、粗リンカー-ペプチド懸濁液を、遠心分離(3000×g、2分、4℃)でペレット化し、上清をデカントした。得られたペレットを、40mLの-20℃のMTBEに懸濁し、ボルテックスして混合し、遠心分離し、上記のようにデカントした。高真空下で乾燥させた後、ペレットを、オフホワイトの固体(575mg)として単離し、次いで、8mLの5%AcOH(~70mg/mL)に溶解した。50℃の水浴中で45分間加熱した後、溶液を、分取C18-HPLCにより精製して、13mLの表題の化合物(3.33mM、43μmol、A280による)を、水溶液として得た。凍結乾燥により、235mgの白色の固体を得た。
C18-HPLC純度(280nmで測定):90.0%(RV=11.47mL)
Mav:計算値4476.9;実測値4476
Z=ケトンである、式(II)の化合物の製造
Y=N(R6)CH2である、式(II)のリンカー-薬物の製造
Mが、可溶性PEGであり、Z*=1,2,3-トリアゾールである、式(III)のコンジュゲートの形成
20kDaの4-アームPEG-テトラ(シクロオクチン)(下記の実施例14に従って製造した、プレポリマーB)、および、実施例5のZ=アジドであるリンカー-薬物の、アセトニトリル液の混合物を、50℃で16分間保持した。水とそれに続くメタノールに対する透析(12kDa SpectraPor2)により、Mが、可溶性4-アームPEGであり、Z*が、1,2,3-トリアゾールである、精製された、式(III)のコンジュゲートを得た。
Mが、可溶性PEGであり、Z*=オキシムである、式(III)のコンジュゲートの形成
20kDaの4アームPEG-テトラアミン(100mg、NOF America)を、HATU、およびN,N-ジイソプロピルエチルアミンのDMF液の存在下、過剰の(Boc-アミノオキシ)酢酸と反応させることにより、20kDaの4アームPEG-テトラ(アミノオキシアセトアミド)を調製した。1時間後、撹拌したMTBEにゆっくりと添加することにより、PEGを沈殿させ、遠心分離によって収集し、真空下で乾燥させた。これを、2mLの1:1のCH2Cl2/CF3CO2Hに溶解し、1時間保持し、エバポレートして乾燥させた。残渣を2mLのTHFに溶解し、撹拌したMTBEにゆっくりと添加することにより、生成物を沈殿させ、遠心分離によって収集し、真空下で乾燥させた。
Mが、可溶性PEGであり、Z*=カルボキサミドである、式(III)のコンジュゲートの形成
20kDaの4-アームPEG-テトラ(スクシンイミジルエステル)(JenKem)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、および、実施例7のZ=アミンであるリンカー-薬物の、THF混合物を、1時間撹拌した。水とそれに続くメタノールに対する透析(12kDa SpectraPor2)により、Mが、可溶性4-アームPEGであり、Z*が、カルボキサミドである、精製された、式(III)のコンジュゲートを得た。
Mが、不溶性の分解性PEGマイクロスフェアである、式(III)のコンジュゲートの形成
P1およびP2が両方とも10kDaの4-アームPEGであり、Z*=1,2,3-トリアゾール、n=1、各R4=CH3、R1=SO2N(CH3)2、R2=H、およびW=CH((CH2)4NH2)C(=O)NH(すなわち、x=0、y=4、z=0、B=NH2、およびC*=カルボキサミド)(下記の実施例14に従って調製)である、式(IV)のPEGマイクロスフェアの懸濁液(100mL)を、4-シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネートおよびN,N-ジイソプロピルエチルアミンのアセトニトリル液との反応により、活性化した。次いで、得られた、多数の反応性基Z’=シクロオクチニルを含むヒドロゲルを、50mM酢酸緩衝液、pH5、に懸濁し、Z=アジド、n=1、各R4=CH3、R1=SO2N(CH3)2、R2=H、および、D=-HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKQGGPSSGAP-NH2(エキセナチド-[N28Q](実施例5)、である、式(II)のリンカー-薬物の溶液と反応させた。50℃で48時間後、マイクロスフェアを酢酸緩衝液で十分に洗浄して、コンジュゲートしていないペプチドを除去した。分析により、パックされたマイクロスフェアスラリーは、2.1μmolリンクペプチド/mLスラリーを含むことが示された。
放出速度論
コンジュゲートを、0.25~2mMで、100mM緩衝液に溶解し、サーモスタット付きHPLCオートサンプラー内で、37℃に保持した。サンプル(5~10μL)を定期的に取り出し、HPLC(Phenomenex Jupiter 5um 4.6×150mm C18逆相)に注入し、1mL/minで、0~100%MeCN/H2O/0.1%TFAの直線グラジエントにより溶出した。ピークは、280nm(ペプチド)、または350nm(ジニトロフェニル-Lys)で検出され、コンジュゲートおよび放出したペプチドのピークエリアを得るために、組み合わせた。薬物放出の程度は、(放出された薬物の面積)/[(放出された薬物の面積)+(コンジュゲートの面積)]として計算した。上記の実施例5に記載されたα-アミンで結合したオクトレオチドを、実施例8に記載の20kDaのMeO-PEG-シクロオクチンにコンジュゲートさせた。pH7.4での放出の半減期は、次の式を使用して、与えられたpHで得られた結果から計算した。
t1/2(pH7.4) = ln(2)・10(X-7.4)/kobs
a t1/2,37℃ = (t1/2,38℃)*1.143 (Santi PNAS 2012、SIのアレニウスの式を参照)。すべての場合において、n=1、R2=H、各R4=Me、Z=N3、Yは存在せず、および、D=Nα結合オクトレオチド、である。
アザ・マイケル反応の速度論
正反応の速度論
3つの1.5mLガラスHPLCバイアルのそれぞれにおいて、標準、β-メチルまたはgemジメチルビニルスルホン(0.1mL、0.5μmol、最終濃度0.5mM)のいずれかの5mMのDMSO溶液を、0.9mLの予熱したグリシン切断バッファーA、B、またはCに加えた。バイアルを加熱(37℃)したHPLCオートサンプラーに保持し、アザ・マイケル反応を、C18-HPLCで定期的にモニタリングした。
切断バッファーA:1.1Mグリシン(最終濃度1.0M)、0.11M HEPES、pH7.4、@37℃。
切断バッファーB:1.1Mグリシン(最終濃度1.0M)、0.11M Bicine、pH8.4、@37℃。
切断バッファーC:0.11Mグリシン(最終濃度0.10M)、pH9.5、@37℃。
Keqは、次の式を用いて計算した。
Keq = Keq app/[Gly]
Keq app = [GA]eq/[VS]eq = 安定値/(0.5mM-安定値)
[Gly]=グリシン濃度(M)
[GA]=グリシン付加物濃度(mM)
[VS]=ビニルスルホン濃度(mM)
安定値(mM)は、Prismで決定。
kobs = kf[Gly] + kr
kf[Gly]/kr = Keq app
解離性レトロ・アザ・マイケル反応(図2.3A)の速度を、単離したグリシン付加物から直接測定した。精製した各グリシン付加物を、グリシンを添加せずに、37℃でpH7.4のHEPESバッファーに希釈した。開始からのグリシン付加物の濃度を時間に対してプロットし、各曲線を、Prismの1次減衰に適合させた(図2.3B)。各反応について、計算された無限値は<1μMであり、反応完了まで進行することを示しており、したがって、krは本質的にkobsと等価である。3つの0.3mLプラスチックコニカルHPLCバイアルのそれぞれにおいて、標準、β-メチルまたはgemジメチルスルホ-DIBOグリシン付加物(11nmol、最終濃度50μM)のいずれかの0.7~3.8mMのDMSOの溶液を、十分な水を含んだ予熱した0.1MのHEPES、pH7.0、0.2mLに加え、最終容量を0.22mLに調整した。反応バイアルを、加熱(37℃)したHPLCオートサンプラーに保持し、レトロ・アザ・マイケル反応をC18-HPLCで定期的にモニタリングした。開始からのグリシン付加物[GA]の濃度(μM)を、以下の式を用いて計算し、Prismを使用して時間に対してプロットした。
[GA] = ga/(ga+vs)*50μM
[GA] = グリシン付加物濃度(μM)
ga = グリシン付加物で積算されたHPLCピーク面積(254nm)
vs = ビニルスルホンで積算されたHPLCピーク面積(254nm)
50μM = [GA]iおよび可能な最大値[VS]
kr(解離)は、Prismの1次減衰にデータを適合させることによって決定した。
分解性PEGヒドロゲルの製造
Boc-Lys-OH(2.96g、12.0mmol)の28mLのH2O溶液を、1MのNaOH水溶液(12.0mL、12.0mmol)、1MのNaHCO3水溶液(10.0mL、10.0mmol)、および、O-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチル}-O’-スクシンイミジルカーボネート(3.91g、10.0mmol、最終濃度0.1M)の50mLのMeCN溶液で、順次に処理した。周囲温度で2時間撹拌した後、C18-HPLC(ELSD)により反応が完了したと判断した。反応物を、30mLの1MのKHSO4(水溶液)でクエンチした。混合物を、500mLの1:1のEtOAc:H2Oで分液した。水相を100mLのEtOAcで抽出した。合わせた有機相を、H2Oおよび食塩水(各100mL)で洗浄し、次いで、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮して、粗製の表題の化合物(5.22g、9.99mmol、粗収率99.9%)を、白色の泡として得た。
C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:99.1%(RV=9.29mL)。
LC-MS(m/z):計算値521.2;測定値521.3 [M-H]-。
(2)Nα-Boc-Nε-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチルオキシカルボニル}-Lys-OSu
ジシクロヘキシルカルボジイミド(キシレン中60%、2.6M、4.90mL、12.7mmol)を、Nα-Boc-Nε-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチルオキシカルボニル}-Lys-OH(5.11g、9.79mmol、最終濃度0.1M)、および、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.46g、12.7mmol)の、98mLのCH2Cl2溶液に加えた。反応懸濁液を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。2.5時間後、反応混合物を濾過し、濾液を、SiliaSep120gカラムに載せた。生成物を、ヘキサン中のアセトンによる段階的勾配(0%、20%、30%、40%、50%、60%、各240mL)で溶出した。精製された生成物を含む画分を合わせ、濃縮して、表題の化合物(4.95g、7.99mmol、収率81.6%)を、白色の泡として得た。
C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:99.7%(RV=10.23mL)。
LC-MS(m/z):計算値520.2;測定値520.2 [M+H-Boc]+。
PEG20kDa-(NH)4(20.08g、0.9996mmol、3.998mmolのNH2、最終濃度0.02MのNH2)を、145mLのMeCNに溶解した。Nα-Boc-Nε-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチルオキシカルボニル}-Lys-OSu(2.976g、4.798mmol)の50mLのMeCN溶液を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によって分析した。出発物質は、3つのより遅く溶出する中間体ピークを経て、単一の生成物ピークに変換された。1時間後、Ac2O(0.37mL、4.0mmol)を加えた。反応混合物をさらに30分以上撹拌し、次いで、ロータリーエバポレーションにより~50mLに濃縮した。反応濃縮物を、400mLの撹拌MTBEに加えた。混合物を、周囲温度で30分間撹拌し、次いで、デカントした。MTBE(400mL)を湿った固体に加え、懸濁液を5分間撹拌し、デカントした。固体を真空フィルターに移し、3×100mLのMTBEで洗浄/トリチュレートした。フィルター上で10分間乾燥させた後、固体を、風袋を量った250mLのHDPEパッケージングボトルに移した。重量が安定するまで、残留揮発性物質を高真空下で除去して、表題の化合物(21.23g、0.9602mmol、収率96.1%)を、白色の固体として得た。
C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:89.1%(RV=10.38mL)で、10.6%の不純物(RV=10.08)を伴う。
(Nε-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチルオキシカルボニル}-Lys)4-PEG20kDa(19.00g、0.8594mmol、3.438mmolのBoc、最終濃度0.02MのBoc)を、86mLの1,4-ジオキサンに溶解した。5分間撹拌してPEGを完全に溶解した後、4MのHClのジオキサン液(86mL、344mmolのHCl)を加えた。反応物を、周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によって分析した。出発物質は、3つのより速く溶出する中間体ピークを経て、単一の生成物ピークに変換された。2時間後、反応混合物を~40mLに濃縮した。濃縮物にTHF(10mL)を加え、溶液を再び~40mLに濃縮した。粘稠な油を、400mLの撹拌Et2Oに注いだ。周囲温度で20分間撹拌した後、上澄みを沈殿物からデカントした。湿った固体を、200mLのEt2Oを用いて真空フィルターに移し、Et2O(3×75mL)で洗浄した。固体を、フィルター上で10分間乾燥させた後、風袋を量った250mLのHDPEパッケージングボトルに移した。残留揮発性物質を高真空下で一晩除去して、表題の化合物(17.52g、0.8019mmol、収率93.3%、@4HCl)を、白色の固体として得た。
C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:99.2%(RV=9.34mL)。
4mLのスクリュートップバイアルに、PEG20kDa-[NH2]4(SunBritt PTE-200PA;150mg、7.6μmolのPEG、30.2μmolのNH2、1.0当量、最終アミン濃度20mM)、MeCN(1.5。mL)、およびiPr2NEt(7μL、40μmol、1.3当量、最終濃度27mM)を入れた。活性エステルのシクロオクチン(39μmol、1.3当量、最終濃度27mM)の溶液を加え、反応混合物を周囲温度で撹拌した。ELSDによるC18-HPLC(11分間で20~80%B)により、反応をモニタリングした。完了後、Ac2O(3μL、30μmol、開始時NH2あたり1当量)を反応混合物に添加し、混合物を30分間撹拌した。次いで、反応混合物を濃厚な油に濃縮し、MTBE(20mL)に懸濁した。得られた懸濁液を10分間激しく撹拌した。得られた固体を、激しく混合し、遠心分離機(2800rpm、4℃、10分)でペレット化し、ピペットで上澄みを除去することにより、MTBE(20mL)で、3回トリチュレートした。得られた固体を、真空下、周囲温度で30分以内に、乾燥させた。ストック溶液を、20mMのターゲットアミン濃度で、20mMのNaOAc(pH5)において、製造した。その後、シクロオクチン濃度を、PEG7-N3(2当量)の処理、および、未反応のPEG7-N3をDBCO-CO2Hで逆滴定することによって、確認した。
ヒドロゲルマイクロスフェアは、Schneider et al. (2016) Bioconjugate Chemistry 27: 1210-15に記載に従い、製造し、活性化した。
Z=N3、n=1、R1=(4-メチルフェニル)SO2、R2=H、各R4=Me、Y=不存在、および、D=LysB28を介して結合したインスリンリスプロである、式(II)の化合物
固相ペプチド合成による式(II)の化合物の製造の代替として(実施例5を参照)、Dがペプチドである式(II)の化合物は、予め形成されたペプチドと、活性化した式(I)のリンカーとの、ペプチド上の少なくとも1つのアミン基が反応のために遊離している条件下での、反応によって、形成され得る。ペプチドが、N末端アルファアミンと1つまたは複数のリジンイプシロンアミンの両方を含む場合、リジンイプシロンアミンへのリンカーの優先的な結合は、高pHまたは有機溶媒中で、過剰の第三級アミンの存在下、反応を実施することにより、得ることができる。
インスリンリスプロ放出PEGコンジュゲート
M=20kDaのMeO-PEG、Z*=トリアゾール、n=1、R1=(4-メチルフェニル)SO2、R2=H、各R4=Me、Y=不存在、D=LysB28を介して結合したインスリンリスプロ、およびq=1、である、式(III)の化合物
20kDaのメトキシ-PEG-アミン(BroadPharm、100mg、5μmol)、DIPEA(3μL、17μmol)、および、(1R,8S,9s)-ビシクロ[6.1.0]ノナ-4-イン-9-イルメチルスクシンイミジルカーボネート(BCN-OSu、Sigma、2mg、7μmol)の、1mLのアセトニトリル溶液を、周囲温度で1時間撹拌し、次いで、エバポレートして乾燥させた。残渣を1mLのTHFに溶解し、溶液を10mLのMTBEに撹拌しながら加えた。沈殿したPEG-シクロオクチンを収集し、MTBEで洗浄し、真空下で乾燥した。
放出可能なインスリンリスプロを含む、ヒドロゲル
実施例15のアジド-リンカー-インスリンリスプロを、実施例14の分解性PEGヒドロゲルに結合させて、インスリンリスプロの徐放性デポ剤を得た。PEGヒドロゲルのために、プレポリマーAは、(Nα-Boc-Nε-{4-アジド-3,3-ジメチル-1-[(N,N-ジメチル)アミノスルホニル]-2-ブチルオキシカルボニル}-Lys)4-PEG10kDaであり、および、プレポリマーBは、((4-シクロオクチニルオキシ-カルボニル)アミノ)4-PEG10kDaであり、これにより、P1およびP2が両方とも10kDaの4-アームポリ(エチレングリコール)であり、Z*=トリアゾール、n=1、R1=(N,N-ジメチルアミノ)SO2、R2=H、各R4=CH3、および、W=(CH2)x-CH[(CH2)yB]-(CH2)zC(ここで、x=4、y=0、z=0、B=NH2)、および、C*=カルボキサミド、である、式(IV)のPEGヒドロゲルが得られた。このPEGヒドロゲルは、PCT公開WO2019/152672(参照により本明細書に組み込まれる)によって以前に記載されているようなマイクロスフェアとして形成された。
放出可能なエキセナチドを含む、ヒドロゲル
P1およびP2がともに10kDaの4-アームポリ(エチレングリコール)であり、Z*=トリアゾール、n=1、R1=(N,N-ジメチルアミノ)SO2、R2=H、各R4=CH3、および、W=(CH2)x-CH[(CH2)yB]-(CH2)zC(ここで、x=4、y=0、z=0、B=NH2)、および、C*=カルボキサミドである、実施例14の分解性ヒドロゲルを、シクロオクチニルスクシンイミジルカーボネート(5HCO-OSu)との反応により、活性化し、次いで、実施例5のアジド-リンカー-エキセナチド[N28Q]を結合させた。10.3μmolのアミンを含む、MeCNに充填されたアミノマイクロスフェアスラリー(1.2mL)を、原液のトリエチルアミン(41.1μmol)、および5HCO-NHS(15.4μmol)と組み合わせた。反応を18時間転倒回転させて混合し、定性的TNBSテストで、アミンのロードを確認した(一般的方法において説明)。無水酢酸を加え(1当量、10.3μmol)、残留している遊離アミンをキャップし、2時間の反応後、スラリーを、6mLのアセトニトリルで5回洗浄した。最終的に充填されたスラリーは、10.3μmolの5HCOを含む、1.4mLであった。風袋を量った2つの10mLシリンジに、~9μmolの5HCOを含む、~1gの5HCO-マイクロスフェアスラリーのMeCN液を、充填した。スラリーを、6.5mLの反応溶媒(1:1のDMSO:H2O中100mMのクエン酸塩、pH3.0)で、4回洗浄した。N3-ペプチドを、5HCO(11μmolのN3)に対して1.2当量で、充填スラリーに添加し、37℃で18時間、撹拌しながらインキュベートした。
N-[4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)スルホニル-2-ブチルオキシカルボニル]-Gly-OH
グリシン(18mg、0.24mmol)の0.56mLのH2O溶液を、1MのNaOH水溶液(0.24mL、0.24mmol)、1MのNaHCO3水溶液(0.20mL、0.20mmol)、および、4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)スルホニル-2-ブチルスクシンイミジルカーボネート(92mg、0.20mmol、最終濃度0.1M)の1.0mLのMeCN溶液で、順次に処理した。周囲温度で45分間撹拌後、C18-HPLC(ELSD)により、反応が完了したと判断した。反応物を、5mLの1MのKHSO4水溶液でクエンチし、次いで、20mLの1:1のEtOAc:H2Oで分液した。水相を5mLのEtOAcで抽出した。合わせた有機相を、H2Oおよび食塩水(各10mL)で洗浄し、次いで、MgSO4で乾燥し、濾過し、ロータリーエバポレーションにより濃縮して、粗製の表題の化合物(85mg、0.20mmol、定量的粗収量)を、濁ったフィルムとして得た。
C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:98.6%(RV=9.42mL)。nLC-MS(m/z):35Clの計算値417.1;測定値417.0 [M-H]-;37Clの計算値419.1;測定値、419.1 [M-H]-。
N-[4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)スルホニル-2-ブチルオキシカルボニル]-Gly-OSu
ジシクロヘキシルカルボジイミド(キシレン中60%、2.6M、100μL、0.26mmol)を、N-[4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)スルホニル-2-ブチルオキシカルボニル]-Gly-OH(85mg、0.20mmol、最終濃度0.1M)、および、N-ヒドロキシスクシンイミド(30mg、0.26mmol)の、1.9mLのCH2Cl2溶液に、加えた。反応懸濁液を周囲温度で撹拌し、C18-HPLC(ELSD)によってモニタリングした。1時間後、反応混合物を、綿栓を通して濾過し、濾液を、SiliaSep4gカラムに載せた。生成物を、ヘキサン中アセトンの段階的勾配(0%、20%、30%、40%、50%、60%、70%;各25mL)で溶出した。精製された生成物を含む画分を合わせて濃縮し、表題の化合物(74mg、0.14mmol、収率70%)を、濁ったフィルムとして得た。その後、生成物を1.4mLのMeCNに溶解し、-20℃で保存した。
C18-HPLC、純度はELSDによって決定した:92.7%(RV=10.00mL)。主な不純物は、加水分解生成物(7.3%、@9.42mL RV)であり、HPLCクロマトグラフィー中に生成した可能性がある。
3’-{N-[4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)スルホニル-2-ブチルオキシカルボニル]-Gly-アミノアルキル}-CpG-5’
15mLのFalconチューブにおいて、0.78mMのCpG-3’-NH2(900μL、0.70μmol、最終濃度0.5mM)の、0.11MのHEPES(pH7.65、22℃)溶液を、340μLの0.11MのHEPES(最終100mMのHEPES、pH7.4、37℃)で希釈した。溶液を、37℃の水浴中で30分間温め、次いで、100mMのN-[4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)スルホニル-2-ブチルオキシカルボニル]-Gly-OSu(140μL、14μmol、最終濃度10mM)のDMF溶液で、処理した。反応を37℃に保ち、C18-HPLCで定期的にモニタリングした。出発物質は、30分以内に、~90%で単一の生成物ピークに変換された。反応物を、Milli-Q水で10mLに希釈し、2.5mLの溶液を4つのNAP-25カラムのそれぞれに載せた。オリゴヌクレオチドを、製造元のプロトコルに従って、3.5mLのMilli-Q水で各カラムから溶出させ、溶出液を合わせることにより、A260H2O[conc=0.65/(290300)*100/5]で判断して、45μMの総オリゴヌクレオチドの溶液(14.0mL、0.63μmol総オリゴ;91%リンカー-オリゴ、C18-HPLCによる)を得た。次いで、2つのAmicon Ultra-4、10kDaスピンフィルターを使用して、オリゴ溶液を1.4mLに濃縮し、A260H2O[conc=0.64/(290300)*1000/5]で判断して、0.44mMの総オリゴヌクレオチドを含む溶液(1.4mL、0.62μmolの総オリゴ)を得た。
C18HPLC純度は260nmで決定した:90.9%(RV=5.98mL)。Mav、10284(計算値);測定値10282Da(ESI)。
コンジュゲートしたリンカー-オリゴヌクレオチドの製造
1.5mLスクリューキャップエッペンドルフチューブにおいて、3’-{N-[4-アジド-3,3-ジメチル-1-(4-クロロフェニル)-スルホニル-2-ブチルオキシカルボニル]-Gly-アミノアルキル}-CpG-5’(0.44mMの総オリゴ、1.00mL、0.44μmolの総オリゴ)の溶液を、121μLの0.3MのMESバッファーpH6.0(最終バッファー濃度30mM)で、希釈した。次に、5mMの4分岐PEG40kDa-BCN(88μL、0.44μmol、最終濃度0.36mM)のMeCN溶液を加えた。反応物を周囲温度に保ち、C18-HPLCでモニタリングした。出発物質は、より遅い溶出の単一の生成物ピークに変換された。18時間後、反応混合物には~60%の生成物が含まれていた。反応チューブを32℃の加熱ブロックに入れ、24時間撹拌し、その後、反応混合物は~67%の生成物を含んでいた。混合物を、Phenomenex Jupiter C18分取カラム(150×21.2mm)に載せ、生成物を、50mMのEt3N・HOAc(pH7.0)中のMeCN20%~95%で、20分かけて(8mL/min)、溶出した。精製した生成物を含む画分を合わせ、ロータリーエバポレーションによってMeCNを除去して、A260H2O[conc=0.80/290300)/0.2cm path]で判断して、14μMの総オリゴ(15mL、0.21μmol)を含む水溶液を得た。2つのAmicon Ultra-15、10kDaスピンフィルターを使用して、水溶液をさらに濃縮し、A260H2O[conc=0.26/(290300)*1000/5]で判断して、0.18mMの総オリゴヌクレオチドを含む溶液(1.4mL、0.25μmol、収率71%)を得た。
C18HPLC純度は260nmで決定した:97.2%(RV=8.26mL)。
コンジュゲートからのオリゴヌクレオチド放出の速度論
複数のセプタムでキャップした1.5mLガラスHPLCバイアルにおいて、800μLの125mMホウ酸緩衝液(pH9.0、@37℃)、および182μLのH2Oを、37℃オートサンプラーで30分以上温めた。R1=(4-クロロフェニル)スルホニルである、実施例19のコンジュゲートの水溶液(110μMの総オリゴ、18μL、総オリゴ最終濃度2μM)を、それぞれに加え、切断反応をC18-HPLCによって定期的にモニタリングした。生成物の形成、260nm総面積の一部としてのCpG-3’-NH2 HPLCピーク面積(260nm)を、時間に対してプロットして、平均t1/2=1.2時間が得られ、これは、pH7.4で、48時間と推測された。
Claims (32)
- Xが、ハロゲン、活性エステル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または-N(R6)CH2Clであり、ここで、R6は、任意に置換されていてもよいC1-C6アルキル、任意に置換されていてもよいアリール、または任意に置換されていてもよいヘテロアリールである、請求項1に記載のリンカー。
- Xが、ハロゲン、N-スクシンイミジルオキシ、ニトロフェノキシ、ペンタハロフェノキシ、イミダゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、または、-N(R6)CH2Clである、請求項1または2に記載のリンカー。
- Zが、アミン、アミノオキシ、ケトン、アルデヒド、マレイミジル、チオール、アルコール、アジド、1,2,4,6-テトラジニル、トランス-シクロオクテニル、ビシクロノニニル、シクロオクチニル、および、それらの保護された変形基からなる群から選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載のリンカー。
- R1およびR2の電子求引基が、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR3、-SOR3、または、-SO2R3、
[ここで、R3は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR8、または-NR8 2であり、ここで、各R8は、独立して、H、または任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR8基は、それらが結合する窒素と一緒にヘテロ環を形成する。];または、
SR9、
[ここで、R9は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である、請求項1~4のいずれか1項に記載のリンカー。 - R1およびR2のうちの少なくとも1つが、-CN、または-SO2R3である、請求項1~5のいずれか1項に記載のリンカー。
- 各R4が、独立して、C1-C3アルキルである、請求項1~6のいずれか1項に記載のリンカー。
- 式(II)
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Zは、リンカー-薬物を高分子担体に接続するための官能基であり;
Dは、薬物であり;および、
Yは、Dがアミンを介して接続された薬物である場合、存在せず、あるいは、Yは、Dが、フェノール、アルコール、チオール、チオフェノール、イミダゾール、または非塩基性アミンを介して接続された薬物である場合、-N(R6)CH2-であり、ここで、R6は、任意に置換されていてもよいC1-C6アルキル、または、任意に置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、である。]
で示される、リンカー-薬物。 - Zが、アミン、アミノオキシ、ケトン、アルデヒド、マレイミジル、チオール、アルコール、アジド、1,2,4,6-テトラジニル、トランス-シクロオクテニル、ビシクロノニニル、シクロオクチニル、および、それらの保護された変形基からなる群から選択される、請求項8に記載のリンカー-薬物。
- Dが、オクトレオチド(配列番号5)、[N28Q]エキセナチド(配列番号1)、インスリンリスプロ(A鎖:配列番号2;B鎖:配列番号3;ジスルフィド架橋:A6-A11、A7-B7、A20-B19)、および、テデュグルチド([Gly2]GLP-2)(配列番号4)、からなる群から選択されるペプチドである、請求項8または9に記載のリンカー-薬物。
- R1およびR2の電子求引基が、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR3、-SOR3、または、-SO2R3、
[ここで、R3は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR8、または-NR8 2であり、ここで、各R8は、独立して、H、または任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR8基は、それらが結合する窒素と一緒にヘテロ環を形成する。];または、
SR9、
[ここで、R9は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である、請求項8~10のいずれか1項に記載のリンカー-薬物。 - R1およびR2のうちの少なくとも1つが、-CN、または-SO2R3である、請求項8~11のいずれか1項に記載のリンカー-薬物。
- 各R4が、独立して、C1-C3アルキルである、請求項8~12のいずれか1項に記載のリンカー-薬物。
- 式(III)
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Dは、薬物であり;および、
Yは、Dがアミンを介して接続された薬物である場合、存在せず、あるいは、Yは、Dが、フェノール、アルコール、チオール、チオフェノール、イミダゾール、または非塩基性アミンを介して接続された薬物である場合、-N(R6)CH2-であり、ここで、R6は、任意に置換されていてもよいC1-C6アルキル、または、任意に置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール、であり;
Mは、高分子担体であり、
qは、Mが可溶性高分子の場合、1~10の整数であり、あるいは、qは、Mが不溶性マトリックスの場合、多数であり;および、
Z*は、Mへの結合部を示す。]
で示される、コンジュゲート。 - Mが、可溶性高分子であり、qが、1~10の整数である、請求項14に記載のコンジュゲート。
- Mが、不溶性マトリックスであり、qが、多数である、請求項14に記載のコンジュゲート。
- Z*が、カルボン酸アミド、オキシム、1,2,3-トリアゾール、チオエーテル、チオスクシンイミド、またはエーテルを含む、請求項14~16のいずれか1項に記載のコンジュゲート。
- R1およびR2の電子求引基が、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR3、-SOR3、または、-SO2R3、
[ここで、R3は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR8、または-NR8 2であり、ここで、各R8は、独立して、H、または任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR8基は、それらが結合する窒素と一緒にヘテロ環を形成する。];または、
SR9、
[ここで、R9は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である、請求項14~17のいずれか1項に記載のコンジュゲート。 - R1およびR2のうちの少なくとも1つが、-CN、または-SO2R3である、請求項14~18のいずれか1項に記載のコンジュゲート。
- 各R4が、独立して、C1-C3アルキルである、請求項14~19のいずれか1項に記載のコンジュゲート。
- 式(IV)
[式中、
nは、0~6の整数であり;
R1およびR2は、独立して、電子求引基、アルキル、またはHであり、ここで、R1およびR2のうちの少なくとも1つは、電子求引基であり;
各R4は、独立して、C1-C3アルキルであるか、または、2つのR4は、それらが結合する炭素原子と一緒になって3~6員環を形成し;
Wは、存在しないか、あるいは、
ここで、x、y、およびzのそれぞれは、独立して、0~6の整数であり、Bは、-NH2、-ONH2、ケトン、アルデヒド、-SH、-OH、-CO2H、カルボキサミド基、または、シクロオクチンまたはビシクロノニンを含む基、であり、および、C*は、カルボキサミド、チオエーテル、チオスクシンイミジル、トリアゾール、またはオキシムであり;および、
P1およびP2は、独立して、r-アームポリマーであり、ここで、rは、2~8の整数である。]
で示される、ヒドロゲル。 - P1およびP2が、両方、4-アームポリマーである、請求項21に記載のヒドロゲル。
- R1およびR2の電子求引基が、
-CN;
-NO2;
任意に置換されていてもよいアリール;
任意に置換されていてもよいヘテロアリール;
任意に置換されていてもよいアルケニル;
任意に置換されていてもよいアルキニル;
-COR3、-SOR3、または-SO2R3、
[ここで、R3は、H、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキル、-OR8、または-NR8 2であり、ここで、各R8は、独立して、H、または任意に置換されていてもよいアルキルであるか、または、2つのR8基は、それらが結合する窒素と一緒にヘテロ環を形成する。];または、
SR9、
[ここで、R9は、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいアリールアルキル、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、または、任意に置換されていてもよいヘテロアリールアルキルである。]
である、請求項21または22に記載のヒドロゲル。 - R1およびR2のうちの少なくとも1つが、-CN、または-SO2R3である、請求項21~23のいずれか1項に記載のヒドロゲル。
- 各R4が、独立して、C1-C3アルキルである、請求項21~24のいずれか1項に記載のヒドロゲル。
- 請求項8~13のいずれか1項に記載のリンカー-薬物を介して、ヒドロゲルに結合した薬物をさらに含む、請求項21~25のいずれか1項に記載のヒドロゲル。
- 薬物が、オクトレオチド(配列番号5)、[N28Q]エキセナチド(配列番号1)、インスリンリスプロ(A鎖:配列番号2;B鎖:配列番号3;ジスルフィド架橋:A6-A11、A7-B7、A20-B19)、および、テデュグルチド([Gly2]GLP-2)(配列番号4)、からなる群から選択されるペプチドである、請求項26に記載のヒドロゲル。
- 下記の工程:
リンカー-薬物が形成される条件下、請求項1~7のいずれか1項に記載のリンカーに、薬物を接触させること、および
任意に、リンカー-薬物を単離すること、
を含む、請求項8~13のいずれか1項に記載のリンカー-薬物を製造する方法。 - 基Zと基Z’が反応して残存結合官能基Z*を形成する条件下、請求項8~13のいずれか1項に記載のリンカー-薬物を、関連の反応性基Z’を含む高分子担体と、反応させることを含む、請求項14~20のいずれか1項に記載のコンジュゲートを製造する方法。
- 請求項21~25のいずれか1項のヒドロゲルを、請求項8~13のいずれか1項に記載のリンカー-薬物と反応させることを含み、ここで、ヒドロゲル上の官能基Bが、リンカー-薬物上の基Zと反応して、コンジュゲートを形成する、薬物放出分解性ヒドロゲルコンジュゲートを製造する方法。
- 工程(a)が、さらに下記:
リンカー-薬物のZ基が、基Bとの反応を介して第1のプレポリマーに結合する条件下、式(V)の第1のプレポリマーを、請求項8~13のいずれか1項に記載のリンカー-薬物と反応させること、
を含む、請求項30に記載の方法。
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