JP2022539556A - ジペプチドリピートタンパク質の阻害 - Google Patents

ジペプチドリピートタンパク質の阻害 Download PDF

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Abstract

有効量のI型タンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ(I型PRMT)阻害剤を使用して、ジペプチドリピートタンパク質(DRP)によって引き起こされる細胞毒性を減少させることにより、ALSおよびFTDなどの神経変性疾患を治療するための方法が開示されている。

Description

関連出願
本出願は、2019年6月28日に出願された米国仮出願第62/868,267号、および2020年5月22日に出願された米国仮出願第63/028,753号の優先権を主張する。両出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)および前頭側頭型認知症(FTD)などの神経学的疾患の治療に関する。
ALSは、脊柱および脳の運動ニューロンの変性に起因する筋線維萎縮を特徴とする進行性の神経学的疾患である。FTDは、65歳未満の人において2番目に多い早期発症型認知症(アルツハイマー病に続く)である。
近年、遺伝子9番染色体のオープンリーディングフレーム72(C9ORF72)のヘキサヌクレオチド(GGGGCC)リピートの拡張が、ALSおよびFTDの両方の発症に寄与する可能性のある要因であることが報告されている。Jovicicらの「Modifiers of C9orf72 DRP toxicity implicate nucleocytoplasmic transport impairments in c9FTD/ALS,」、Nat Neurosci 2015 Sep 18(9)1226-1229を参照されたい。拡張されたGGGGCCリピートを含有する変異C9ORF72遺伝子から転写されたRNAは、非ATGによって開始されたメカニズム(a non-ATG initiated mechanism)を介して翻訳される。これにより、ジペプチドリピートタンパク質(DRP)の形成および細胞内蓄積が促進される。ヘキサヌクレオチドリピートのセンスまたはアンチセンス方向のいずれかで6つのリーディングフレームすべてから翻訳されたDRPは、5つのDRP:グリシン-アラニン(GA)、グリシン-アルギニン(GR)、プロリン-アラニン(PA)、プロリン-アルギニン(PR)およびグリシン-プロリン(GP)の発現をもたらす(GPは特に、センスおよびアンチセンスリーディングフレームの両方から生成され得る)。ただし、作用メカニズムおよび神経変性への各DRPの貢献は不明なままである。
本発明の目的は、DRPによって引き起こされる細胞毒性を阻害または減少させることによって、神経変性疾患を治療するための新しいアプローチを提供することである。
DRPによって引き起こされる細胞毒性を減少させるための方法が開示されている。グリシン-アルギニン(GR)およびプロリン-アルギニン(PR)の2種類のDRPは、細胞の生存率に特に有害であり、チェックしなかった場合、特に神経細胞で細胞機能障害を引き起こしたり、細胞死を引き起こしたりし得ることが発見された。理論に拘束されることなく、いくつかの態様において、DRPによって引き起こされる毒性効果は、内因性タンパク質の異常メチル化によるものというよりはむしろ、ジペプチドリピート内のアルギニン基質の非対称性メチル化によって引き起こされる。
本発明の一態様において、有効量のI型タンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ(I型PRMT)阻害剤を投与して、細胞内のDRPの毒性を減少させること、例えば、ジペプチドリピート内においてアルギニン基質の非対称性メチル化によって生じた毒性を無効にすることを含む方法が開示されている。有用なI型PRMT阻害剤は、PRMT1、PRMT3、PRMT4、PRMT6、および/またはPRMT8の少なくとも1つを阻害できる薬品を含む。I型PRMT阻害剤の例として、これらに限定されないが、MS023、MS049、EPZ020411、GSK715(GSK3368715またはEPZ019997とも呼ばれる)、および/またはTP064(以下でより詳細に説明)が挙げられる。
I型PRMT阻害剤は、アミノ酸アルギニン(R)、例えば、ポリグリシン-アルギニン(GR)および/またはポリプロリン-アルギニン(PR)ジペプチドリピートを含むDRPによって引き起こされる細胞毒性を減少させるのに特に有用である。本発明は、神経細胞、例えば、感覚ニューロン、運動ニューロンおよび/または介在ニューロンをDRP毒性から保護するのに特に有用であり得る。
特に、上記方法は、神経変性疾患が対象の神経細胞におけるDRPの発現に関連している場合に、そのような疾患を治療するのに役立ち得る。例えば、上記方法は、C9ORF72連鎖性ALSまたはC9ORF72連鎖性FTDの治療に使用することができる。
さらに別の態様において、治療方法は、第2の治療薬、例えば、リルゾールおよび/またはエダラボンの投与をさらに含む。あるいは、第2の治療薬は、抗体、またはその抗原結合部位、例えば、ヒトCD40とヒトCD40Lとの相互作用を遮断する抗体である。
本開示の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および例から明らかになるであろうが、これらは限定的であると解釈されるべきではない。本出願を通して引用されたすべての参考文献、GenBankエントリー、特許および公開された特許出願の内容は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
図1A~図1Dは、WST-1アッセイによって測定されたNSC-34運動ニューロン様細胞において3μM GR15によって誘発された代謝異常を無効にするMS023(図1Aおよび図1B)ならびにGSK591(図1Cおよび図1D)の活性を比較するグラフである。 図2A~図2Dは、WST-1アッセイによって測定されたNSC-34運動ニューロン様細胞において3μM GR15(図2Aおよび図2B)ならびに3μM PR15(図2Cおよび図2D)によって誘発された代謝異常を無効にするMS023の活性を比較するグラフである。 図3A~図3Dは、WST-1アッセイによって測定された3μM用量のGR15(図3Aおよび図3B)またはPR15(図3Cおよび図3D)によって誘発された代謝異常を無効にするMS023の活性に対する、低用量範囲のDRP(0.01~3μM)の効果を比較するグラフである。 図4A~図4Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(300nM)(図4Aおよび図4B)ならびにPR15(300nM)(図4Cおよび図4D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS023(1~60μM)の活性を比較するグラフである。 図5A~図5Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図5Aおよび図5B)ならびにPR15(3μM)(図5Cおよび図5D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS023(1~60μM)の活性を比較するグラフである。 図6A~図6Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図6Aおよび図6B)ならびにPR15(3μM)(図6Cおよび図6D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS023(0.01~3μM)の活性を比較するグラフである。 図7A~図7Dは、カスパーゼ-3アッセイによって測定されたGR15(300nM)(図7Aおよび図7B)ならびにPR15(300nM)(図7Cおよび図7D)によって誘発されたアポトーシス活性を無効にするMS023(1~60μM)の活性を比較するグラフである。 図8A~図8Dは、カスパーゼ-3アッセイによって測定されたGR15(3μM)(図8Aおよび図8B)ならびにPR15(3μM)(図8Cおよび図8D)によって誘発されたアポトーシス活性を無効にするMS023(0.01~3μM)の活性を比較するグラフである。 図9A~図9Dは、BrdU ELISAによって測定されたGR15(300nM)(図9Aおよび図9B)ならびにPR15(300nM)(図9Cおよび図9D)によって誘発された増殖阻害を無効にするMS023(1~60μM)の活性を比較するグラフである。 図10A~図10Dは、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)およびマウス神経芽細胞腫-脊髄ハイブリッド(NSC-34)細胞、ならびに、アルギニンリッチ:GR15、PR15(図10Aおよび図10B)および非アルギニンリッチ:GR15、PR15(図10Cおよび図10D)の両方、DRP(30および3μM用量で)を使用したWST-1アッセイによって測定されたニューロンおよび非ニューロン細胞型におけるDRP誘発性代謝異常表現型を比較するグラフである。 LDHアッセイによって決定されたNSC-34細胞におけるDRP誘発毒性の用量反応パターンを示すグラフである。 カスパーゼ-3アッセイによって決定されたNSC-34細胞におけるDRP誘発アポトーシス活性の用量反応パターンを示すグラフである。 BrdU ELISAによって決定されたNSC-34細胞におけるDRP誘発性増殖阻害の用量反応パターンを示すグラフである。 MS023が、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を減少させることを示すグラフである。 図15Aおよび図15Bは、合成のGR15のインビトロアルギニンメチル化の定量的画像分析を提示する。 図16A~図16Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図16Aおよび図16B)ならびにPR15(3μM)(図16Cおよび図16D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS049(0.2~100μM)の活性を比較するグラフである。 MS049が、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を減少させることを示すグラフである。 図18A~図18Fは、ネガティブコントロールMS094(0.2~60μM)を用いて(図18Eおよび図18F)、WST-1アッセイによって測定されたGR15(3μM)(図18Aおよび図18B)ならびにPR15(3μM)(図18Cおよび図18D)によって生成された代謝異常を無効にするMS023(0.2~60μM)の活性を比較するグラフである。 図19A~図19Fは、ネガティブコントロールMS094(0.2~60μM)を用いて(図18Eおよび図18F)、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図19Aおよび図19B)ならびにPR15(3μM)(図19Cおよび図19D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS023(0.2~60μM)の活性を比較するグラフである。 図20A~図20Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図20Aおよび図20B)ならびにPR15(3μM)(図20Cおよび図20D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS049(0.2~100μM)の活性を比較するグラフである。 図21A~図21Dは、WST-1アッセイによって測定されたGR15(3μM)(図21Aおよび図21B)ならびにPR15(3μM)(図21Cおよび図21D)によって生成された代謝異常を無効にするEPZ020411(0.2~20μM)の活性を比較するグラフである。 図22A~図22Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図22Aおよび図22B)ならびにPR15(3μM)(図22Cおよび図22D)によって生成された細胞毒性を無効にするEPZ020411(0.2~20μM)の活性を比較するグラフである。 図23A~図23Fは、0.10%DMSOコントロールを用いて(図23Eおよび図23F)、WST-1アッセイによって測定されたGR15(3μM)(図23Aおよび図23B)ならびにPR15(3μM)(図23Cおよび図23D)によって生成された代謝異常を無効にするGSK3368715(0.1~10μM)の活性を比較するグラフである。 図24A~図24Dは、WST-1アッセイによって測定されたGR15(3μM)によって生成された代謝異常を無効にするGSK3368715(0.1~10μM)(図24Aおよび図24B)ならびにMS023(0.1~10μM)(図24Cおよび図24D)の活性を比較するグラフである。 図25A~図25Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図25Aおよび図25B)ならびにPR15(3μM)(図25Cおよび図25D)によって生成された細胞毒性を無効にするGSK3368715(0.1~10μM)の活性を比較するグラフである。 図26A~図26Dは、WST-1アッセイによって測定されたPR15(3μM)によって生成された代謝異常を無効にするGSK591(3~200μM)(図26Aおよび図26B)ならびにMS023(0.1~60μM)(図26Cおよび図26D)の活性を比較するグラフである。 図27A~図27Eは、WST-1アッセイによって測定されたGR15および非対称性ジメチル化(ADMe)-GR15によって生成された代謝異常の用量反応パターンを比較するグラフである。 図28A~図28Eは、LDHアッセイによって測定されたGR15および非対称性ジメチル化(ADMe)-GR15によって生成された細胞毒性の用量反応パターンを比較するグラフである。 図29A~図29Dは、WST-1アッセイによって測定され、かつ異なる3つの日に別々に繰り返されたGR15およびADMe-GR15によって生成された代謝異常を無効にするMS023(0.1~10μM)の活性を比較するグラフである。 図30A~図30Dは、WST-1アッセイによって測定され、かつ異なる3つの日に別々に繰り返されたGR15およびADMe-GR15によって生成された代謝異常を無効にするMS023(0.1~10μM)の活性を比較するグラフである。 図31A~図31Dは、WST-1アッセイによって測定され、かつ異なる3つの日に別々に繰り返されたGR15およびADMe-GR15によって生成された代謝異常を無効にするMS023(0.1~10μM)の活性を比較するグラフである。 図32A~図32Dは、LDHアッセイによって測定されたGR15(3μM)(図32Aおよび図32B)ならびにADMe-GR15(3μM)(図32Cおよび図32D)によって生成された細胞毒性を無効にするMS023(0.1~10μM)の活性を比較するグラフである。 ジメチル化活性の阻害のためのIC50、およびGR15またはPR15チャレンジによって引き起こされた毒性の無効化に対するEC50、および試験された各化合物の化学構造を要約した表である。 本明細書に記載のアッセイの結果を示す概略図である。
本発明は、細胞を有効量のI型PRMT阻害剤(例えば、MS023、MS049、EPZ020411、GSK715、TP064、および/またはそれらの誘導体など、PRMT1、PRMT3、PRMT4、PRMT6、またはPRMT8の少なくとも1つを阻害する薬品)と接触させることによって、細胞内のDRP誘発毒性を阻害する(例えば、GRおよび/またはPRなどのジペプチドリピート内のアルギニン基質の非対称性メチル化によって生じる毒性を無効にする)方法であって、細胞機能障害または細胞死が抑制される方法を提供する。本明細書でさらに提供されるのは、有効量のI型PRMT阻害剤を投与することによってDRP(例えば、ALSまたはFTD)の発現に関連する神経変性疾患を治療する方法、ならびに神経変性疾患の治療における、または神経変性疾患の治療に使用するための薬剤の製造のためのI型PRMT阻害剤の使用である。
[I.定義]
以下の略語は、本明細書全体で使用され、当業者に知られている:ALS(筋萎縮性側索硬化症);FTD(前頭側頭型認知症);C9ORF72(9番染色体オープンリーディングフレーム72);SOD1(スーパーオキシドジスムターゼ-1);およびPRMT(タンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ)。
以下の説明、および参照により組み込まれた文書において、いくつかの用語が広範囲にわたり使用されている。以下の定義は、本明細書に開示された方法および組成物の理解を容易にするために提供される。
本明細書で使用される場合、「ジペプチドリピートタンパク質」(DRP)とは、2つのアミノ酸の繰り返し単位からなるペプチドを指す。DRPの例として、変異C9ORF72遺伝子(拡張されたGGGGCCリピートを含有する)から転写されたRNAは、非AUGによって開始されたメカニズム(a non-AUG initiated mechanism)を介して翻訳されるときに形成されるDRPが挙げられる。ヘキサヌクレオチドリピートのセンスまたはアンチセンス方向のいずれかで6つのリーディングフレームすべてから翻訳されたDRPは、5つのDRP:グリシン-アラニン(GA)、グリシン-アルギニン(GR)、プロリン-アラニン(PA)、プロリン-アルギニン(PR)およびグリシン-プロリン(GP;GPは特に、センスおよびアンチセンスリーディングフレームの両方から生成することができる)の発現をもたらす。
DRPは、例えば、遺伝子(C9orf72遺伝子など)の正常な機能を妨害することによって、ならびに細胞タンパク質を妨害することによって、細胞に対して「毒性」を示し、それゆえに、細胞の機能障害、変性および死をもたらすことが示されている。したがって、「有毒な(toxic)」および「毒性(toxicity)」という用語は、交換可能に使用され、ならびに物質(例えば、DRPまたはDRPの混合物)が細胞(例えば、神経細胞)および/またはその細胞を構成するヒト、動物、細菌などといった生物に損傷を与え得る程度を指す。そのような毒性作用は、例えば、細胞機能の喪失および/または細胞死を含む。
本明細書で使用される場合、「メチルトランスフェラーゼ」という用語は、メチル基を供与体分子から受容体分子、例えば、タンパク質のアミノ酸残基またはDNA分子の核酸塩基に転移することができる転移酵素のクラスを指す。メチルトランスフェラーゼは通常、メチル供与体としてS-アデノシルメチオニン(SAM)の硫黄に結合した反応性メチル基を用いる。メチルトランスフェラーゼの1種の例として、「タンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ」(PRMT)が挙げられる。PRMTは、アルギニン残基のメチル化(タンパク質の一般的な翻訳後修飾)を触媒する。アルギニンのジメチル化は、中間体ω-NG-モノメチルアルギニンを介して進行し、対称ω-NG,N‘G-ジメチルアルギニンまたは非対称ω-NG,NG-ジメチルアルギニンのいずれかをもたらす。PRMTは、最終生成物に応じてI型酵素およびII型酵素に分類される。どちらのクラスも、モノメチル化アルギニンの形成を触媒する。I型PRMTは、中間体ω-NG-モノメチルアルギニンを非対称ジメチルアルギニンに変換し、一方、II型PRMTは、中間体ω-NG-モノメチルアルギニンを対称ジメチルアルギニンに変換する。哺乳類では、I型PRMTは、PRMT1、PRMT3、PRMT4、PRMT6、およびPRMT8を含む。
PRMTの「阻害剤」(例えば、I型PRMT阻害剤)は、PRMT(例えば、I型PRMT)の活性を「阻害」または「遮断」する分子である。「阻害する」または「遮断する」という用語は、交換可能に使用され、例えば本明細書に記載の方法によって決定されるように、部分的および完全な阻害/遮断の両方を少なくとも約5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、または100%包含する。あるいは、阻害剤(例えば、I型PRMT阻害剤)による阻害/遮断は、例えば本明細書に記載の方法によって決定されるように、細胞活性および/または細胞寿命の少なくとも約5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、または100%を増加させる結果をもたらす。PRMTの阻害剤は、例えば、MS023、MS049、EPZ020411、GSK715、および/またはTP064を含む。
「有効量」という用語は、所望の生物学的、治療的および/または予防的結果を提供する薬品の量を指す。上記結果は、疾患の兆候、症状または原因の1つ以上の低減、改善、寛解、軽減、遅延、および/または緩和、あるいは生物学的システムの他の望ましい変化であり得る。組成物の治療有効量は、病状、年齢、性別、および個体の体重、ならびに個体において所望の応答を誘発する薬剤の能力などの要因に従って変化し得る。治療有効量はまた、薬剤のいかなる毒性または有害な効果よりも治療的に有益な効果の方が上回る量でもある。
細胞の毒性の減少に関して、有効量とは例えば、細胞増殖の速度を、異常増殖していない健康で未処理の細胞の速度に等しくするために十分な量を含む。神経変性疾患(例えばALSまたはFTD)の治療に関して、有効量とは、疾患に関連する症状(例えば筋力低下および/または認知障害)を予防または遅延させるのに十分な量である。有効量は、1回または複数回の投与で施すことができる。一例では、「有効量」とは、疾患に関連する症状(例えばALSまたはFTD)の有意な改善に影響を与えることが臨床的に証明されているI型PRMTの量である。
本明細書で使用される場合、「固定用量(fixed dose)」、「フラット用量(flat dose)」および「フラット固定用量(flat-fixed dose)」という用語は交換可能に使用され、患者の体重または体表面積(BSA)に関係なく該患者に投与される一定の用量を指す。したがって、固定用量またはフラット用量は、mg/kg用量としてではなく、薬品の絶対量として提供される(例えば、I型PRMT)。
「神経細胞」という用語は、神経系の機能単位であり、細胞体とそのプロセス、軸索および樹状突起からなる、特殊なインパルス伝導細胞を指す。神経細胞は、感覚ニューロン、運動ニューロンおよび介在ニューロンを含む。
「神経幹細胞」または「神経前駆細胞」または「神経前駆体細胞」という用語は、神経細胞(神経前駆細胞または成熟ニューロンなど)またはグリア細胞(グリア前駆細胞、成熟星状細胞、または成熟オリゴデンドロサイトなど)のいずれかである子孫(progeny)を生成できる細胞を指す。通常、細胞は、神経系統に特徴的な表現型マーカーのいくつかを発現する。
本明細書で使用される場合、「対象(subject)」という用語は、ヒトまたは他の動物、例えば、神経学的疾患を有するヒトである。いくつかの実施形態において、対象とは哺乳類である。対象の例として、これらに限定されないが、ヒト、馬、サル、イヌ、ネコ、マウス、ラット、ウシ、ブタ、ヤギ、およびヒツジが挙げられる。いくつかの実施形態において、「対象」は、一般に、ALSまたはFTDと診断されたヒト患者である。
「C9ORF72連鎖性ALS」および「C9ORF72連鎖性FTD」という用語は、それぞれ、拡張ヘキサヌクレオチド(GGGGCC)リピート変異、例えば上記のC9ORF72変異を有する個人を悩ますALSおよびFTDの形態を指す。一般集団(ALSまたはFTDの影響を受けない)では、9番染色体のオープンフレーム領域72は、通常、3~10回のGGGGCCヘキサヌクレオチドリピートの束(tract)を示し、ほとんどの場合、20回未満のリピートを示す。したがって、9番染色体のオープンフレーム領域72において20を超えるヘキサヌクレオチドリピートまたは30を超えるヘキサヌクレオチドリピートを有するALSまたはFTDに悩まされる個人は、「C9ORF72連鎖性ALS」または「C9ORF72連鎖性FTD」を患う可能性がある。
本明細書で使用される「治療(treatment)」または「治療する(treating)」という用語は、神経変性および/または神経筋疾患などの神経学的疾患の発症の予防、進行の遅延、後退、またはその他の方法での改善を包含することを意図している。
本明細書で使用される「神経変性疾患」という用語は、ニューロンの特定の集団の進行性の機能障害、変性および死を特徴とする状態を指す。神経変性疾患の例として、例えば、ALSおよびFTDが挙げられ、これらは年齢依存性の浸透度を伴う常染色体優性の様式で遺伝し得る「C9ORF72連鎖性ALS」および「C9ORF72連鎖性FTD」を含む。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が明らかに他意を示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「分子(a molecule)」へ言及すると、そのような分子の1つ以上を含み、「方法(the method)」へ言及すると、本明細書に記載された方法の代わりに修正または置換することができる当業者に知られた同等のステップおよび方法への言及を含む。
「約(about)」または「おおよそ(approximately)」という用語は、当業者によって決定される特定の値に対する許容可能な誤差範囲内を意味し、これは、値がどのように測定または決定されるか、例えば、測定システムの限界、または特定の目的に必要な精度の程度に部分的に依存するだろう。例えば、「約」は、当技術分野の慣行に従って、1以内または1を超える標準偏差を意味し得る。あるいは、「約」は、所与の値の最大20%、好ましくは最大10%、より好ましくは最大5%、さらにより好ましくは最大1%の範囲を意味し得る。特定の値が本出願および特許請求の範囲に記載されている場合、特に明記しない限り、「約」という用語は、特定の値に対する許容可能な誤差範囲内を意味すると想定されるべきである。
[II.組成物]
さらに、本発明の方法で用いられる組成物、例えば医薬組成物が提供される。そのような組成物は、薬学的に許容される担体と一緒に処方されたI型PRMT阻害剤を含有する。I型PRMT阻害剤は、例えば、PRMT1、PRMT3、PRMT4、PRMT6、および/またはPRMT8を阻害する薬品である、例えばMS023、MS049、EPZ020411、GSK715、および/またはTP064を含む。
1つの例示的なI型PRMT阻害剤は、以下の化学式を有するMS023として知られる化合物である:
Figure 2022539556000001
別の例示的なI型PRMT阻害剤は、以下の化学式を有するMS049として知られる化合物である:
Figure 2022539556000002
別の例示的なI型PRMT阻害剤は、以下の化学式を有するEPZ020411として知られる化合物である:
Figure 2022539556000003
別の例示的なI型PRMT阻害剤は、以下の化学式を有するGSK715として知られる化合物である:
Figure 2022539556000004
別の例示的なI型PRMT阻害剤は、以下の化学式を有するTP064として知られる化合物である:
Figure 2022539556000005
より一般的には、I型PRMT阻害剤はまた、例えば、米国特許出願公開番号US2016/0137609およびUS2019/0077795に記載されている化合物を含み得、これらは両方ともマサチューセッツ州ケンブリッジのエピザイム社に譲渡され、またはUS20100151506は、サウスカロライナ大学に譲渡され、それらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書で使用される「薬学的に許容される担体」という句は、化学薬品の運搬または輸送に関与する、液体または固体の充填剤、希釈剤、賦形剤、溶媒またはカプセル化材料などの薬学的に許容される材料、組成物または媒介物(vehicle)を意味する。薬学的に許容される担体の例は、溶媒、希釈剤、分散媒、懸濁助剤、界面活性剤、防腐剤、固体結合剤、安定剤、充填剤、結合剤、潤滑剤、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤などで、生理学的に互換性があるものである。医薬組成物の処方に使用される様々な媒介物および担体、ならびにそれらを調製するための既知の技術は、Remington's Pharmaceutical Sciences(A. Osol et al. eds.、15th ed. 1975)に開示されている。薬学的に許容される担体は、湿潤剤または乳化剤、防腐剤または緩衝剤などの補助物質をさらに少量含み得、それらは薬剤の貯蔵寿命または有効性を高める。
薬学的に許容される担体はまた、薬学的に許容される塩も含み、「薬学的に許容される塩」という用語は、本明細書に記載の化合物に見られる特定の置換基に依存して、比較的に非毒性の酸または塩基で調製される活性化合物の塩を含む。薬学的に許容される塩は、これらに限定されないが、酸性基または塩基性基の塩を含む。本質的に塩基性である化合物は、さまざまな無機酸および有機酸とさまざまな塩を形成することができる。そのような塩基性化合物の薬学的に許容される酸付加塩を調製するために使用できる酸は、非毒性の酸付加塩、すなわち、以下に限定されないが、硫酸、チオ硫酸、クエン酸、マレイン酸、酢酸、シュウ酸、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硝酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、重亜硫酸塩、リン酸塩、酸性リン酸塩、イソニコチン酸塩、ホウ酸塩、酢酸塩、乳酸塩、サリチル酸塩、クエン酸塩、酸性クエン酸塩、酒石酸塩、オレイン酸塩、 タンニン酸塩、パントテン酸塩、酒石酸塩、アスコルビン酸塩、コハク酸塩、マレイン酸塩、ゲンチス酸塩(gentismate)、フマル酸塩、グルコン酸塩、グルカロン酸塩、糖酸塩、ギ酸塩、安息香酸塩、グルタミン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、重炭酸塩、マロン酸塩、メシレート、エシレート、ナプシジシフェート、トシレート、ベシレート、オルトホスフェート、トリフルオロアセテート、およびパモエート(すなわち、1,1‘-メチレン-ビス-(2-ヒドロキシ-3-ナフトエート))塩を含む薬学的に許容される陰イオンを含有する塩を形成するものである。アミノ部分を含む化合物は、上述した酸に加えて、様々なアミノ酸と薬学的に許容される塩を形成し得る。本質的に酸性である化合物は、さまざまな薬学的に許容されるカチオンと塩基性塩を形成することができる。そのような塩の例として、以下に限定されないが、アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、特にカルシウム、マグネシウム、アンモニウム、ナトリウム、リチウム、亜鉛、カリウム、および鉄の塩が挙げられる。本発明はまた、本明細書に記載の化合物の第四級アンモニウム塩も含み、これは、化合物が1つ以上の第三級アミン部分を有する。
上記担体は、本発明の化合物を治療される患者による経口摂取用に、錠剤、ピル、糖衣錠、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などとして処方することを可能にする。適切な賦形剤は、特に、ラクトース、スクロース、マンニトール、またはソルビトールを含む糖;例えば、トウモロコシデンプン、小麦デンプン、米デンプン、馬鈴薯デンプン、ゼラチン、トラガカントガム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、および/またはポリビニルピロリドン(PVP)などのセルロース調製物などの充填剤である。所望であれば、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、またはアルギン酸、またはアルギン酸ナトリウムなどのそれらの塩などの崩壊剤を添加してもよい。一実施形態において、マンニトールおよびステアリン酸マグネシウムが、薬学的に許容される担体として使用される。
いくつかの好ましい実施形態において、本発明の化合物は、アジュバントと共に投与される。「アジュバント」という用語は、単独で投与されても有意な活性を欠くが、別の治療薬の活性を増強することができる化合物となることができる。いくつかの実施形態において、アジュバントは、緩衝液、抗菌性保存剤、界面活性剤、抗酸化剤、強壮調節剤(tonic regulators)、防腐剤、増粘剤および粘度向上剤からなる群から選択される。
本発明の医薬組成物は、様々な形態であり得る。これらは、例えば、液体溶液(例えば、注射可能および注入可能な溶液)、分散液または懸濁液、錠剤、ピル、粉末、リポソームおよび坐剤などの液体、半固体および固体の剤形を含む。好ましい形態は、意図される投与様式および治療用途に依存する。一実施形態において、好ましい投与様式は経口送達である。
本発明の化合物を投与するために、錠剤、ゲルキャップ、カプセル、カプレット、顆粒、トローチおよびバルク粉末などの固体形態を含む、様々な固体経口剤形を使用することができる。
本発明の化合物を投与するために、水溶液および非水溶液、乳濁液、懸濁液、シロップ、およびエリキシルを含む、様々な液体経口剤形を使用することもできる。そのような剤形はまた、水などの当技術分野で知られている適切な不活性希釈剤、および防腐剤、湿潤剤、甘味料、香味料などの当技術分野で知られている適切な賦形剤、ならびに本発明の化合物を乳化および/または懸濁するための薬品を含有することもできる。本発明の化合物は、等張性の無菌溶液の形で、例えば静脈内に注射してもよい。
治療用組成物は、通常、製造および保管の条件下で無菌かつ安定でなければならない。組成物は、溶液、マイクロエマルジョン、分散液、リポソーム、または高薬物濃度に適した他の秩序構造として処方され得る。無菌注射液は、必要な量の活性化合物(すなわち、薬剤)を、必要に応じて上に列挙した成分の1つまたは組み合わせを含む適切な溶媒に組み込んだ後、濾過滅菌することによって調製することができる。
一般に、分散液は、活性化合物を、基礎となる(basic)分散媒および上に列挙したものから必要な他の成分を含有する無菌媒介物に組み込むことによって調製される。無菌注射用溶液の調製のための無菌凍結乾燥粉末の場合、好ましい調製方法は、有効成分の粉末に加えて、以前に滅菌濾過された溶液から任意の追加の所望した成分が得られる真空乾燥および噴霧乾燥である。溶液の流動性は、例えば、レシチンなどのコーティングの使用によって、分散の場合には必要な粒子サイズの維持によって、および界面活性剤の使用によって維持することができる。注射用組成物の長期吸収は、吸収を遅らせる薬品、例えば、モノステアリン酸塩およびゼラチンを組成物中に含めることによって引き起こすことができる。
補足的な活性化合物もまた、組成物に組み込むことができる。特定の実施形態において、I型PRMT阻害剤は、薬剤の薬物動態を改善するため、および/または変性疾患を治療するために有用な1つ以上の追加の治療剤と同時処方および/または同時投与される。
[III.方法]
本明細書で提供されるのは、当技術分野で知られている様々な方法によるI型PRMT阻害剤の投与を含む、神経変性疾患を治療するための臨床的方法である。投与計画は、最適な所望の応答(例えば、治療的または予防的応答)を提供するように調整され得る。例えば、単一のボーラス(bolus)を投与してよく、いくつかの分割された用量を経時的に投与してよく、または治療状況の緊急性によって示されるように、用量を比例的に低減または増加させてもよい。一実施形態において、最初のボーラス用量とそれに続くより少ない維持用量が投与される。投与の容易さおよび投薬量の均一性のために、投与単位形態で組成物を処方することは特に有利である。
本明細書で使用される投与単位形態とは、治療される哺乳類対象に対し単一投与量として適した物理的に個別の単位を指し;各単位は、必要な医薬担体に伴って所望の治療効果を生み出すように計算された所定量の活性化合物を含有する。本発明の投与単位形態の仕様は、(a)活性化合物の固有の特性および達成されるべき特定の治療効果または予防的効果、および(b)個人における感受性の扱い方(treatment of sensitivity)に対して上記の活性化合物を配合する技術に内在する制限によって決定、およびそれに直接依存する。
投与量の値は、緩和されるべき状態のタイプおよび重症度によって変化し得ることに留意されたい。さらに、特定の対象について、特定の投与計画は、組成物の投与を管理または監督する人の個々の必要性および専門家の判断に従って経時的に調整されるべきであり、本明細書に記載の投与量範囲は単なる例示であり、請求された組成物の範囲または実施を制限することを意図するものではないことをさらに理解されたい。
ヒト患者の神経変性疾患(例えば、ALSまたはFTD)を治療するための適切な治療プロトコルは、例えば、疾患の兆候、症状または原因の1つ以上の低減、改善、寛解、軽減、遅延、および/または緩和(例えば、筋力低下の減少)、あるいは生物学的システムの他の望ましい変化をもたらす有効量のI型PRMT阻害剤を患者に投与することを含む。あるいは、I型PRMT阻害剤は、約0.01、0.03、0.1、0.3、1、または3.0μM、好ましくは約1.0μMまたは3.0μMのフラット用量で投与される。
他の実施形態において、I型PRMT阻害剤の用量は、体重あたり、例えば、mg/kg体重で計算される。別の実施形態において、I型PRMT阻害剤の用量は、フラット固定用量である。別の実施形態において、I型PRMT阻害剤の用量は、時間とともに変化する。例えば、I型PRMT阻害剤は、最初は高用量で投与されてもよく、そして時間とともに低下され得る。別の実施形態において、I型PRMT阻害剤抗体は、最初は低用量で投与され、時間とともに増加させる。
別の実施形態において、投与されるI型PRMT阻害剤の量は、各用量に対して一定である。別の実施形態において、投与される阻害剤の量は、各用量によって変化する。例えば、阻害剤の維持(または後続の)用量は、最初に投与される負荷用量よりも高いか同じかであり得る。別の実施形態において、阻害剤の維持用量は、負荷用量よりも低いか同じかであり得る。
以下の実施例は単なる例示であり、本開示を読むと当業者には多くの変形および同等物が明らかになるため、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
本出願を通して引用されたすべての参考文献、GenBankエントリー、特許および公開された特許出願の内容は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
本発明は、さらなる限定として解釈されるべきではない以下の実施例によってさらに説明される。本出願を通して引用されたすべての図およびすべての参考文献、特許、ならびに公開された特許出願の内容は、参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
[材料および方法]
以下に記載の実施例では、以下の材料と方法を使用した。
WST-1アッセイ:WST-1アッセイは、細胞代謝を測定する比色分析である。代謝の良好な細胞は、特定の分子から水素原子を除去するミトコンドリアのデヒドロゲナーゼ酵素を含有し、結果として、細胞が重要な反応を実行するために使用できるエネルギーの放出につながる。WST-1アッセイでは、水溶性テトラゾリウム塩基質(WST-1として知られる)が適用され、これは、適用時に細胞およびそのミトコンドリアに容易に侵入する。細胞が生存している場合、それらのミトコンドリアデのヒドロゲナーゼ酵素は反応を触媒して、このWST-1基質をホルマザンと呼ばれる着色生成物に変換する。生細胞によるこの着色されたホルマザン生成物の生成は、分光光度計(プレートリーダー)を用いて定量化することができる。吸光度の読み取り値が高いほど、代謝活性/細胞生存率が高くなる。
LDHアッセイ:LDHアッセイは、細胞の毒性および死を測定する比色分析である。細胞が細胞毒性化合物にさらされると、ネクローシスと呼ばれる一種の細胞死を起こし得、これは最初に細胞膨潤および細胞膜の完全性の喪失をもたらす。細胞が膜完全性を失うと、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)と呼ばれる生細胞に見られる酵素が、死にかけている細胞を取り巻く溶液に放出される。プログラムされた細胞死、アポトーシス、ならびに他の形態の細胞死もまた、最終的に細胞膜の破壊へとつながり、細胞外空間へのLDHの大量放出をもたらす。したがって、LDHはネクローシスだけでなく、細胞死のすべての例の優れたマーカーである。LDHアッセイでは、細胞を取り巻く溶液のサンプルが分離され、LDH反応混合物を含むプレートに移される。この反応混合物は、テトラゾリウム塩の中間体および他の反応成分を含有しており、これらはLDHにさらされると、テトラゾリウム塩を、着色されたホルマザン生成物に変換する。このホルマザン生成物は、分光光度法で定量化できる。吸光度の測定値が大きいほど、細胞死が多いこととなる。
カスパーゼ-3/CPP32アッセイ:カスパーゼ-3アッセイは、アポトーシス細胞死を測定する蛍光測定アッセイである。アポトーシスは「プログラムされた」細胞死の一形態であり、細胞内の特定のタンパク質ファミリーが、細胞を自死させる一連の化学反応の引き金となる。このプロセスに関与するタンパク質の1つのファミリーが、カスパーゼタンパク質ファミリーである。カスパーゼタンパク質のうち、カスパーゼ-2、8、9、および10は、「イニシエーター」として知られ、デスカスケード(death cascade)のトリガーとなり、カスパーゼ-3、6、および7は、「エクスキューショナー」として知られ、実際に細胞を殺す。カスパーゼ-3アッセイでは、試験化合物で処理された細胞が溶解され、DEVD-AFCとして知られる基質が、溶解物に添加される。活性カスパーゼ-3酵素が溶解物に存在する場合、DEVD-AFC基質からAFCを切断し、蛍光マイクロタイタープレートリーダーを用いて定量できる蛍光シグナルをもたらす。したがって、試験化合物で処理された細胞のアポトーシス活性を定量化することができる。蛍光測定値が大きいほど、アポトーシス細胞死がより多いこととなる。
BrdU ELISA:BrdU ELISAは、細胞増殖活性を検出するELISAである。BrdUは、ピリミジン類似体であり、細胞内にある場合、チミジンの代わりに新しく合成されたDNA鎖に組み込まれ得る。DNAへのチミジンの組み込みによって示されるように、細胞DNAへのBrdUの組み込みは、DNA合成活性を示し、それは細胞増殖に必要となる。BrdU ELISAでは、細胞を試験化合物およびBrdU試薬で処理し、試験前に24時間インキュベートする。試験中、抗BrdU抗体が、細胞増殖活性の代用として、24時間にわたって発生した細胞DNAへのBrdUの組み込みを検出する。次いで、この抗BrdU抗体を、分光光度法で定量できる着色基質でタグ付けされた二次抗体でラベリングする。吸光度の読み取り値が大きいほど、細胞増殖活性が高いこととなる。
PRMT阻害剤:I型およびII型PRMT阻害剤を、表1にリストされている実施例において試験した。ジメチル化活性の阻害のためのIC50、およびGR15またはPR15チャレンジによって引き起こされる毒性の無効化のためのEC50、および試験された各化合物の化学構造を要約した図33も参照されたい。
Figure 2022539556000006

合成ジペプチドリピートタンパク質(DRP):DRP毒性は、GR、PR、GPまたはPAの15merジペプチドリピート配列を細胞に投与することによって誘発された。
Figure 2022539556000007

NSC-34細胞培養:NSC-34細胞(Cedarlane Laboratories、バーリントン、オンタリオ州、カリフォルニア州)を、10% US-起源ウシ胎児血清(Thermo-Fisher Scientific、マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)を添加した高グルコースのダルベッコ改変イーグル培地(Millipore-Sigma、マサチューセッツ州バーリントン、米国)、1% 200mM L-グルタミン溶液(Thermo-Fisher Scientific、マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)、および1% 10,000U/mLペニシリン-ストレプトマイシン溶液(Thermo-Fisher Scientific、マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)からなる完全培地で培養した。NSC-34完全培地を調製する前に、L-グルタミンおよびペニシリン-ストレプトマイシン溶液を分注して-20℃で保存し、DMEM/高グルコースを4℃で保存した。各継代で、細胞をダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水とカルシウムおよびマグネシウム(Thermo-Fisher Scientific、マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)で一度洗浄し、0.25%トリプシン-EDTA溶液(Thermo-Fisher Scientific、マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)で37℃、5%COで5分間処理し、解離させた。調製した完全培地、DPBSおよびトリプシンは、使用前に常に37℃のウォーターバスで加熱し、使用の合間には4℃で保存した。プレーティングのための細胞カウントは、Hausser Scientificセルカウントチャンバー(Thermo-Fisher Scientific、マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)を用いて実施した。
外因性ジペプチドリピートタンパク質溶液の調製:合成タンパク質GR15およびPR15(GenicBio Limited、九龍、香港、中国)、ならびにADMe-GR15(Eurogentec、Leige、ベルギー)を凍結乾燥粉末として購入し、再構成前にデシケーター内にて-20℃で保存した。タンパク質を無菌DMSO(Millipore-Sigma、マサチューセッツ州バーリントン、米国)で再構成し、ストック濃度を10mMにし、4℃で保存した。
PRMT阻害剤溶液の調製:小分子PRMT阻害剤 MS023およびGSK591(Tocris Bioscience、ブリストン、英国)、MS049(MS023の不活性類似体)およびEPZ020411(Cayman Chemical、ミシガン州アナーバー、米国)、GSK3368715(Medchem Express、ニュージャージー州モンマスジャンクション、米国)、ならびにネガティブコントロールMS094(Millipore-Sigma、マサチューセッツ州バーリントン、米国)を購入し、再構成の前後に-20℃で保存した。表_に特定された溶媒を用いて再構成した後、ストックを15~20μLに分注し、すぐに-20℃で保存した。
Figure 2022539556000008

NSC-34のプレーティングとDRPおよびPRMT阻害剤の投与:NSC-34細胞を、透明で平底のフルボリュームの96ウェル組織培養処理プレート(Thermo-Fisher Scientific,マサチューセッツ州ケンブリッジ、米国)にウェルあたり3.77×10細胞の密度でプレーティングした。プレートの上下に1列、プレートの両側2段を細胞無しの状態にし、実験ウェルの体積蒸発を最小限に抑えるために培地のみを含有させた。DRP/PRMT阻害剤の添加時に、チャレンジ用のDRPおよび治療用の阻害剤の所望の用量を、温かい培地で各ストックのアリコートを希釈することによって達成した。PRMT阻害剤およびDRPの両方を使用した実験においては、PRMT阻害剤を常にウェルに最初に付与し、それに次いでDRPを付与した。媒介物のコントロールは、DRP処理、薬物処理またはその両方で処理されたものと同等のDMSO濃度で処理されたウェルと同様に含まれていた。阻害剤毒性のコントロールは、実験に望ましい用量の薬物で処理されたウェルと同様に含まれていたが、DRPは含まれていなかった。DRP毒性のコントロールは、チャレンジに使用された用量のDRPでのみ処理されたウェルと同様に含まれた。投与すると、WST-1またはLDHアッセイのエンドポイントを実行する前に、プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。各エンドポイントに必要な追加のコントロールは、これら方法の「WST-1アッセイ」および「LDHアッセイ」のセクションで特定されている。
WST-1アッセイ:これらの方法の「NSC-34のプレーティングとDRPおよびPRMT阻害剤の投与」セクションで説明されているステップをもちいて、細胞をプレーティングおよび調製した。この実験の他のコントロールは、培地に細胞のみを含有したウェルおよび培地のみを含んだ。試験時には、培地をウェルから取り出し、カルシウムおよびマグネシウムを含むDPBS、ならびに4.5g/LのD-グルコース(Millipore-Sigma、マサチューセッツ州バーリントン、米国)からなる温めた滅菌濾過溶液と置き換えた。200μLのDPBS-グルコース溶液を含有するウェルに、20μL/ウェルのWST-1試薬(Millipore-Sigma、カリフォルニア州バーリントン)を付与し、次いで、プレートを37℃、5%COで1時間インキュベートした後、プレートを、SpectraMax M3マイクロプレートリーダー(Molecular Devices、カリフォルニア州サンノゼ、米国)にて450nmで読み取った。実験は、条件ごとに3つのリプリケートを含んだ。各実験は2回繰り返した(合計3回実行した)。
LDHアッセイ:これらの方法の「NSC-34のプレーティングとDRPおよびPRMT阻害剤の投与」セクションで説明されているステップをもちいて、細胞をプレーティングおよび調製した。この実験の他のコントロールは、培地に細胞のみを有するウェルの複数のセット(「未処理」に指定された1つのトリプリケート、「溶解した」ポジティブコントロールに指定された1つのトリプリケート)、および培地のみを有するウェルを含む。試験時にトランスファープレートにのみ追加された追加のコントロールは、5μL LDHのみであった。試験は、製造者の指示通り、比色分析LDH-細胞毒性アッセイキットII(Abcam、ケンブリッジ、マサチューセッツ州、米国)を使用して実施した。450nmでの最終読み取り値は、SpectraMax M3マイクロプレートリーダー(Molecular Devices、カリフォルニア州サンノゼ、米国)で実施した。データ分析は、以下の式を使用したLDH放出率の計算を含んだ:
Figure 2022539556000009
実験は、条件ごとに3つのリプリケートを含んだ。各実験は2回繰り返した(合計3回実行した)。
(実施例1.WST-1アッセイで測定されたNSC-34運動ニューロン様細胞において3μM GR15によって誘発された代謝異常を無効にするためのMS023(I型PRMT阻害剤)およびGSK591(II型PRMT、特にPRMT5阻害剤)の比較)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、各ウェルが受けるであろう処理に対応する互い違いの量(staggered volumes)の培地と置き換えた(すべてのウェルの最終容量が処理後200μLになるようにするため)。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を60、30、10、3、および1μMにした。同じプロトコルに従って、GSK591の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を200、100、33、10、および3μMにした。加えて、GR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つでのみ処理された細胞
・3μM GR15およびGSK591のうち:200μM、100μM、33μM、10μM、3μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・GSK591のうち:200μM、100μM、33μM、10μM、3μMの用量のいずれか1つでのみ処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、使用前に37℃のウォーターバスで4℃から10分間温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1.25時間インキュベートし、15分ごとにMolecular Devicesプレートリーダー(SpectraMax M3)で吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図1A~図1Dに示されるように、I型PRMT阻害剤MS023は、3μMの用量で、NSC-34運動ニューロン様細胞におけるGR誘発性代謝異常を無効にした。PRMT5(II型PRMT)阻害剤GSK591は、どの試験用量でもGR誘発性代謝異常を無効にしなかった。
(実施例2.MS023(I型PRMT阻害剤)は、WST-1アッセイで測定されたNSC-34運動ニューロン様細胞において3μM GR15または3μM PR15によって誘発された代謝異常を無効にする)
細胞をプレーティングし、実施例1のように一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、実施例1のように希釈した。加えて、GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つでのみ処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、使用前に37℃のウォーターバスで4℃から10分間温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃で解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、15分ごとにMolecular Devicesプレートリーダー(SpectraMax M3)で吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図2A~図2Dに示されるように、3μMおよび1μM用量のMS023(I型PRMT阻害剤)は、3μM用量のGR15またはPR15のいずれかによって誘発されたNSC-34の代謝異常を完全に無効にした。これらの用量はまた、上述の実験において代謝異常を完全に無効にした(実施例1を参照)。
(実施例3.WST-1アッセイで測定された3μM用量のGR15またはPR15によって誘発された代謝異常の無効化に対するMS023(I型PRMT阻害剤)の低用量範囲(0.01~3μM)の効果)
実施例1のように、細胞を培地にプレーティングした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を3、1、0.3、0.1、0.03および0.01μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μMおよび0.01μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μMおよび0.01μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μMおよび0.01μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、使用前に37℃のウォーターバスで4℃から10分間温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、15分ごとにMolecular Devicesプレートリーダー(SpectraMax M3)で吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図3A~図3Dに示されるように、MS023は、3μMのGR15およびPR15によって誘発された代謝異常を用量依存の形式で無効にする。用量依存的な代謝無効プロファイルは、ジペプチドリピートタンパク質によってわずかに異なる:GR処理細胞での代謝活性の有意な部分的無効化は、0.1μM程度の低いMS023用量で見られるが、一方、PR処理細胞では、0.3μM程度の低いMS023用量で見られた。言い換えれば、MS023は、このアッセイでGR誘発性代謝異常をより強力に無効にした。
(実施例4.MS023(1~60μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(300nM)によって生成された細胞毒性の無効化)
実施例1のように、細胞を培地にプレーティングした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、実施例1のように希釈した。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を300nMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・低コントロール/「0%の毒性」(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(300nM GR15でのみ処理された細胞)
・300nM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(300nM PR15でのみ処理された細胞)
・300nM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイによってデータを分析した。
図4A~図4Dに示されるように、300nM用量のGR15で処理されたNSC-34細胞に付与される場合、MS023の2つの最高用量(60、30μM)は、LDHアッセイにおいて細胞毒性を有意に増幅した。この表現型は、300nM PR15で処理されたNSC-34細胞では見られず、MS023のすべての用量において、少なくとも部分的にPR誘発細胞毒性を無効にした。これらの結果は、2つのアルギニンリッチなDRP間のメカニズムの違いを示唆している。この現象は300nMでのみ観察され、各タンパク質の3μM用量(実験5で示されるデータ)では観察されなかった。
(実施例5.MS023(1~60μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、実施例1のように希釈した。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・低コントロール/「0%の毒性」(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・300nM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイによってデータを分析した。
図5A~図5Dに示されるように、MS023は、試験されたすべての用量でGR誘発毒性を部分的に無効にした。MS023は、10、30および60μMの用量でPR誘発毒性を部分的に無効にし、1および3μMの用量でPR誘発毒性を完全に無効にした。GR処理細胞およびPR処理細胞におけるMS023の無効化能力の違い(実施例4に見られるように)は、アルギニンリッチなDRPのGRおよびPRにおけるわずかに異なるメカニズムをさらに示唆している。
(実施例6.MS023(0.01~3μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.01、0.03、0.1、0.3、1、および3μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・低コントロール/「0%の毒性」(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図6A~図6Dに示されるように、MS023は、強力におよび用量依存的に、GRおよびPR誘発毒性の両方を無効にした。MS023は、0.01、0.03、0.1、および0.3μMの用量でGR誘発毒性を部分的に無効にし、0.3、1および3μMの用量でGR誘発毒性を完全に無効にした。MS023は、0.01、0.03および0.1μMの用量でPR誘発毒性を部分的に無効にし、0.03、0.1、0.3、1および3μMの用量でPR誘発毒性を完全に無効にした。前の実施例と一貫して、MS023は、PR誘発毒性をより強力に無効にした。
(実施例7.MS023(1~60μM)ならびに、カスパーゼ-3アッセイで測定されたGR15およびPR15(300nM)によって誘発されたアポトーシス活性の無効化)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、実施例1のように希釈した。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を300nMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理/「細胞のみ」(培地中の細胞)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(300nM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(300nM PR15でのみ処理された細胞)
・300nM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・ポジティブコントロール(5または16μMのPAC-1カスパーゼ-3アクチベーターで処理された細胞)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、カスパーゼ-3アッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図7A~図7Dに示されるように、MS023は、用量依存的にGRおよびPR誘発性アポトーシス活性を無効にした。300nM GRによって誘発されたアポトーシス活性に対して、60、30、および10μMの用量のMS023は、部分的に無効にし、3および1μMの用量のMS023は、完全に無効にした。MS023のすべての用量は、PR誘発性アポトーシス活性を完全に無効にした。
(実施例8.MS023(0.01~3μM)ならびに、カスパーゼ-3アッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって誘発されたアポトーシス活性の無効化)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を3、1、0.3、0.1、0.03および0.01μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理/「細胞のみ」(培地中の細胞)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・ポジティブコントロール(5または16μMのPAC-1カスパーゼ-3アクチベーターで処理された細胞)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、カスパーゼ-3アッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図8A~図8Dに示されるように、MS023は、用量依存的にGRおよびPR誘発性アポトーシス活性を無効にした。GRおよびPR処理細胞の両方において、MS023のすべての用量は、GRおよびPR誘発性アポトーシス活性を部分的に無効にし、3μM用量のMS023は、GRおよびPR誘発性アポトーシス活性を完全に無効にした。
(実施例9.MS023(1~60μM)ならびに、BrdU ELISAで測定されたGR15およびPR15(300nM)によって誘発された増殖阻害の無効化)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、実施例1のように希釈した。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を300nMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・培地のみ
・バックグラウンド(BrdU試薬を含まない、培地中の細胞のみ)
・未処理/(BrdU試薬を含む、培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)およびBrdU試薬
・GRのみ(300nM GR15およびBrdU試薬で処理された細胞)
・300nM GR15、BrdU試薬およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(300nM PR15およびBrdU試薬で処理された細胞)
・300nM PR15、BrdU試薬およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・BrdU試薬およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、BrdU ELISAキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図9A~図9Dに示されるように、MS023は、試験されたすべての用量において、過剰な増殖を誘発することなく、GRおよびPRによって誘発された増殖阻害を無効にした。MS023のすべての用量では、GR誘発性増殖阻害を部分的に無効にし、3μM MS023の用量では、GR誘発性増殖阻害を完全に救済した(rescuing)。MS023のすべての用量は、PR誘発性増殖阻害を完全に無効にした。
(実施例10.チャイニーズハムスター卵巣(CHO)およびマウス神経芽細胞腫-脊髄ハイブリッド(NSC-34)細胞、ならびにアルギニンリッチ:GR15、PR15と非アルギニンリッチ:GP15、PA15、DRP(30および3μM用量)との両方を用いて、WST-1アッセイによって測定された神経細胞型および非神経細胞型におけるDRP誘発性代謝異常表現型の比較)
細胞を2つの96ウェルプレートの200μLの培地にプレーティングした。プレート1では、CHO細胞を1×10細胞/ウェルの密度でプレーティングし、プレート2では、NSC-34細胞を2.5×10細胞/ウェルの密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。以前のアッセイにおいて、CHO細胞は、NSC-34細胞よりも2.5倍速く増殖することが立証されていたため、上記2つの細胞タイプには異なる密度を用いた。翌日、GR15、PR15、GP15、およびPA15の10mMストックを室温で平衡化し、温かい培地で希釈して、各タンパク質の濃度を600μM(プレートで30μM)および60μM(プレートで3μM)にした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(DRP処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
i.DMSOコントロール1:30μMのDRP用量に対応する0.3% DMSO
ii.DMSOコントロール2:3μMのDRP用量に対応する0.03% DMSO
・30または3μM GR15で処理された細胞
・30または3μM PR15で処理された細胞
・30または3μM PA15で処理された細胞
・30または3μM GP15で処理された細胞
プレートを37℃、5%COで48時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、使用前に37℃のウォーターバスで4℃から10分間温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、15分ごとにMolecular Devicesプレートリーダー(SpectraMax M3)で吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図10A~図10Dに示されるように、DRPチャレンジは、非ニューロンCHOおよび運動ニューロン様NSC-34細胞の両方において代謝機能の障害をもたらした。ただし、CHOと比較した場合、NSC-34では代謝活性の大幅な低下が観察された。これらの観察結果は、もっぱらアルギニンリッチなDRP GR15およびPR15で処理された細胞でのみ観察され、このことは、運動ニューロン様NSC-34は、DRPチャレンジに対してより敏感であるだけでなく、特にアルギニンリッチなDRPチャレンジに対してより敏感であることを示唆していた。
(実施例11.LDHアッセイによって決定されたNSC-34細胞におけるDRP誘発毒性の用量反応パターン)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり5×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、GR15、PR15、GP15、およびPA15の10mMストックを室温で平衡化し、温かい培地で希釈して、DRP濃度を:30、10、3、1、0.3、0.1μM(プレートで達成される濃度の10倍)にした。各濃度の10μLをプレート内の100μLのベース培地に添加して、DRPの最終濃度を3、1、0.3、0.1、0.03、および0.01μMにした。
以下の条件をデュープリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・低コントロール/「0%の毒性」(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(DRP処理細胞が各濃度で曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
i.試験されたDMSOコントロールは以下のとおりであり、開始時のDRP用量(最高3μMから最低0.01μM)に対応し、培地で希釈した。
1.0.03% DMSO
2.0.01% DMSO
3.0.003% DMSO
4.0.001% DMSO
5.0.0003% DMSO
6.0.0001% DMSO
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのGR15で処理された細胞
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのPR15で処理された細胞
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのGP15で処理された細胞
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのPA15で処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図11に示すように、アルギニンリッチなDRP(GR15、PR15)処理は、24時間インキュベートした場合、NSC-34細胞に有意な用量依存性毒性をもたらしたが、非アルギニンリッチなDRP(GP15、PA15)処理はそうではなかった。約10%のGR15およびPR15毒性は、300nMという低い濃度を使用して達成された。GR15およびPR15は、ほぼ同一の用量反応プロファイルを示し、GR15およびPR15のEC50は、それぞれ50±26nMおよび56±20nMとなった。
(実施例12.カスパーゼ-3アッセイによって決定されたNSC-34細胞におけるDRP誘発性アポトーシス活性の用量反応パターン)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり5×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、GR15、PR15、GP15、およびPA15の10mMストックを室温で平衡化し、温かい培地で希釈して、DRP濃度を:30、10、3、1、0.3、0.1μM(プレートで達成される濃度の10倍)にした。各濃度の10μLをプレート内の100μLのベース培地に添加して、DRPの最終濃度を3、1、0.3、0.1、0.03、および0.01μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理/「細胞のみ」(培地中の細胞)
・DMSOコントロール(DRP処理細胞が各濃度で曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
i.試験されたDMSOコントロールは以下のとおりであり、開始時のDRP用量(最高3μMから最低0.01μM)に対応し、培地で希釈した。
1.0.03% DMSO
2.0.01% DMSO
3.0.003% DMSO
4.0.001% DMSO
5.0.0003% DMSO
6.0.0001% DMSO
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのGR15で処理された細胞
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのPR15で処理された細胞
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのGP15で処理された細胞
・3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのPA15で処理された細胞
・ポジティブコントロール(5または16μMのPAC-1カスパーゼ-3アクチベーターで処理された細胞)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、カスパーゼ-3アッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図12に示されるように、すべてのDRPは、用量依存の形式でNSC-34細胞においてアポトーシス活性を誘発した。アルギニンリッチなDRP GR15およびPR15は一緒にクラスター化し、最も有意な量のアポトーシス活性を生み出した。非アルギニンリッチなGR15およびPR15も一緒にクラスター化し、DMSOで処理したコントロールと比較した場合、アポトーシス活性のレベルが低くなった。
(実施例13.BrdU ELISAによって決定されたNSC-34細胞におけるDRP誘発性増殖阻害の用量反応パターン)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり5×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、GR15、PR15、GP15、およびPA15の10mMストックを室温で平衡化し、温かい培地で希釈して、DRP濃度を:30、10、3、1、0.3、0.1μM(プレートで達成される濃度の10倍)にした。各濃度の10μLをプレート内の100μLのベース培地に添加して、DRPの最終濃度を3、1、0.3、0.1、0.03、および0.01μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・培地のみ
・バックグラウンド(BrdU試薬を含まない、培地中の細胞のみ)
・未処理/(BrdU試薬を含む、培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(BrdU試薬およびDRP処理細胞が各濃度で曝露された量のDMSOで処理された細胞)
i.試験されたDMSOコントロールは以下のとおりであり、開始時のDRP用量(最高3μMから最低0.01μM)に対応し、培地で希釈した。
1.0.03% DMSO
2.0.01% DMSO
3.0.003% DMSO
4.0.001% DMSO
5.0.0003% DMSO
6.0.0001% DMSO
・BrdU試薬および3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのGR15で処理された細胞
・BrdU試薬および3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのPR15で処理された細胞
・BrdU試薬および3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのGP15で処理された細胞
・BrdU試薬および3μM、1μM、0.3μM、0.1μM、0.03μM、0.01μMの用量のいずれか1つのPA15で処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、カスパーゼ-3アッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図13に示されるように、非アルギニンリッチなDRP GR15およびPR15は、DMSOで処理されたコントロールと比較して、増殖活性に有意な影響を与えなかった。アルギニンリッチなDRP GR15およびPR15はどちらも、用量依存の形式で増殖活性を有意に抑制し、PR15が最も強力な阻害剤であった。
(実施例14.MS023は、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を減少させる)
0日目に、NSC-34細胞を96ウェルプレートの48ウェルにプレーティングし、CHO細胞を同じ96ウェルプレートの他の48ウェルにプレーティングした。NSC-34細胞を、DMEM/高グルコース培地にプレーティングした。CHO細胞を、ハムのF-12K(Kaighn’s)培地にプレーティングした。両方の細胞株を一晩インキュベートして、約50%の培養密度に到達させた。
1日目に、24ウェルのNSC-34細胞および24ウェルのCHO細胞を、1μM、3 μM、6μM、10μM、30μM、および60μM濃度のMS023で処理した。次いで、細胞を一晩インキュベートした。
2日目に、18ウェルの未処理NSC-34細胞および18ウェルの未処理CHO細胞を、1日目と同じ濃度のMS023で処理した。これにより、MS023投与を受けたことのない各細胞株が、6ウェルずつ残った。MS023を添加したら、細胞を一晩インキュベートした。
3日目に、96ウェルプレートのすべての培地を除去し、細胞を3.7%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定した。次いで、細胞を洗浄し、1×PBS/0.1%TritonX-100で透過処理した。
PBS/Triton洗浄液を除去した後、Odysseyブロッキングバッファー(LI-COR、927-40100)をすべてのウェルに適用し、プレートを室温で90分間穏やかに振とうした。90分後、ブロッキングバッファーを除去し、細胞を1:500希釈の抗非対称性ジメチルアルギニンモチーフ一次抗体(Cell Signaling Technology、#13522)で処理した。上記一次抗体とのインキュベーションを、摂氏4度で一晩振とうせずに続けた。
4日目に、一次抗体溶液をプレートから除去し、細胞を1×PBS/0.1%Tween20で洗浄した。洗浄後、細胞を、IRDye 800 CW 抗ウサギ抗体(LI-COR、926-32211)の1:1000希釈液および、Cell Tag 700 Stain(LI-COR、926)の1:500希釈液を含有する二次抗体混合物に供した。二次抗体混合物を、穏やかに振とうし、かつ光から保護しながら60分間細胞上に留めた。
60分後、二次抗体混合物を除去し、細胞を再び1×PBS/0.1%Tween20で洗浄した。次いで、すべての洗浄緩衝液を除去してから、プレートを軽くたたいて乾かし、余分な溶液を除去した。それから、蛍光ベースの結果を提供するLI-COR Odyssey Classic ImagingSystemでプレートを読み取った。この実験では、細胞の非対称性アルギニンメチル化の結果として蛍光が発生した。MS023が、細胞の非対称性アルギニンメチル化を低減させることを見込んで、MS023を24時間または48時間細胞に供した。ウェルあたりの細胞数を、細胞内の総タンパク質レベルを蛍光標識するCell Tag 700Stainを使用して勘定した。この効果について、ウェルあたりの非対称性アルギニンメチル化(800)からの蛍光を、ウェルあたりの総タンパク質レベル(700)からの蛍光で割って、800/700の結果を生成した。
図14に示されるように、未処理の細胞と比較した場合、すべての条件は、それらの800/700の読み出し情報において有意に減少した。24時間の処理に伴い、MS023は、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を、1μMで約13%、60μMで約45%減少させた。48時間の処理に伴い、MS023は、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を、1μMで約33%、60μMで約75%減少させた。
(実施例15.合成GR15のインビトロアルギニンメチル化)
PRMT1とGR15との間の相互作用を評価するために、インビトロメチル化アッセイシステムを開発した。このシステムは、組換えPRMT1酵素、メチル供与体としてのS-(5‘-アデノシル)-L-メチオニンヨウ化物(SAM)、およびPRMT1活性の潜在的な基質の混合物からなる。この実験では、11本のチューブを用意し、各チューブにはさまざまな量の以下の成分が含有されていた:
・組換えPRMT1タンパク質(Active Motif、Cat. 31411)
・S-(5‘-アデノシル)-L-メチオニンヨウ化物(SAM)(Sigma-AldrichCat. A4377)
・GR15
・PR15
・ヒト赤血球からのSOD1(S9636-1KU)
上記成分を、表4に従って0.5mlのフラットキャップチューブ(Thermo Fisher Scientific、AB0350)で混合した(すべての値はマイクロリットル(μl)単位)。
Figure 2022539556000010

すべてのチューブを準備したら、各チューブを軽くたたいて確実に混合し、チューブを摂氏37度のインキュベーターに2時間入れた。2時間後、10μlのNuPage LDSサンプルバッファー(Thermo Fisher Scientific、NP0007)を添加して、反応混合物を停止させた。チューブを軽くたたいて確実に混合し、95℃のウォーターバスで5分間煮沸した。次いで、サンプルを4~12%のBis-Trisゲル(Thermo Fisher Scientific、NP0322BOX)でSDS-PAGE用に処理した。
次いで、iBlot装置およびiBlot 2ニトロセルロースミニスタック(Thermo Fisher Scientific、IB23002)を使用してゲルを転写した。転写後、膜をSuperblockブロッキングバッファー(Thermo Fisher Scientific、37515)に入れ、摂氏4度で一晩遮断した。翌日、ブロッキングバッファーを除去し、Superblock/0.2% Tween20中に、1:500の割合で抗Histone4 H4R3me2a(Active Motif、カタログ39006)、および1:1000の割合で抗C9ORF72/C9RANT(poly-GR)抗体(Millipore、mABN778)となる一次抗体溶液を膜に付与し、室温で60分間穏やかに振とうした。一次抗体溶液を除去し、膜を1×PBS/0.1%Tween20で洗浄した。Superblock/0.2% Tween20中に、1:10,000希釈のIRDye 800 CW 抗ウサギ抗体および1:10,000希釈のIRDye 680 RD 抗ラット抗体(LI-COR、925-68076)を含有する二次抗体溶液を膜に付与し、室温で60分間穏やかに振とうした。二次抗体を除去し、膜を1×PBS/0.1%Tween20で洗浄した。洗浄ステップに続いて、膜をLI-COR Odyssey Classic ImagingSystemで読み取った。
図15Aおよび15Bに示されるように、GR15は、PRMT1によって非対称的にメチル化され、ヒストン4抗H4R3me2a抗体によって検出される。この抗体を、グリシン-アルギニンのペアを含有するヒストン4タンパク質の領域に対して生成した。PRMT1またはメチル供与体SAMのいずれかが反応混合物から除去される場合、GR15の非対称性メチル化は進行しない(図15Aのレーン2および9)。図15Bは、GR15がすべてのウェルに存在し、したがってそのメチル化が、PRMT1との相互作用に依存していることを示している。
(実施例16.MS049(0.2~100μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を2つの96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS049の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.2、1、2、10、20および100μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・低コントロール/「0%の毒性」(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS049のうち:100μM、20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS049のうち:100μM、20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS049のうち:100μM、20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図16A~図16Dに示されるように、MS049は、用量依存的に、GRおよびPR両方の誘発毒性を無効にした。MS049は、0.2、1、2、20、および100μMの用量でGRおよびPR誘発毒性を部分的に無効にし、2および10μMの用量でGRおよびPR誘発毒性を完全に無効にした。MS049は、100および20μMの用量で、GRおよびPR処理とは無関係に有意な毒性を引き起こしたが、試験した他の用量では引き起こさなかった。
(実施例17.MS049は、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を減少させる)
0日目に、NSC-34細胞を96ウェルプレートの48ウェルにプレーティングし、CHO細胞を同じ96ウェルプレートの他の48ウェルにプレーティングした。NSC-34細胞を、DMEM/高グルコース培地にプレーティングした。CHO細胞を、ハムのF-12K(Kaighn’s)培地にプレーティングした。両方の細胞株を一晩インキュベートして、約50%の培養密度に到達させた。
1日目に、24ウェルのNSC-34細胞および24ウェルのCHO細胞を、0.2μM、1μM、2μM、10μM、20μM、および100μM濃度のMS049で処理した。次いで、細胞を一晩インキュベートした。
2日目に、18ウェルの未処理NSC-34細胞および18ウェルの未処理CHO細胞を、1日目と同じ濃度のMS049で処理した。これにより、MS049投与を受けたことのない各細胞株が、6ウェルずつ残った。MS049を添加したら、細胞を一晩インキュベートした。
3日目に、96ウェルプレートのすべての培地を除去し、細胞を3.7%パラホルムアルデヒド(PFA)で固定した。次いで、細胞を洗浄し、1×PBS/0.1%TritonX-100で透過処理した。
PBS/Triton洗浄液を除去した後、Odysseyブロッキングバッファー(LI-COR、927-40100)をすべてのウェルに適用し、プレートを室温で90分間穏やかに振とうした。90分後、ブロッキングバッファーを除去し、細胞を1:500希釈の抗非対称性ジメチルアルギニンモチーフ一次抗体(Cell Signaling Technology、#13522)で処理した。上記一次抗体とのインキュベーションを、摂氏4度で一晩振とうせずに続けた。
4日目に、一次抗体溶液をプレートから除去し、細胞を1×PBS/0.1%Tween20で洗浄した。洗浄後、細胞を、IRDye 800 CW 抗ウサギ抗体(LI-COR、926-32211)の1:1000希釈液および、Cell Tag 700 Stain(LI-COR、926)の1:500希釈液を含有する二次抗体混合物に供した。二次抗体混合物を、穏やかに振とうし、かつ光から保護しながら60分間細胞上に留めた。
60分後、二次抗体混合物を除去し、細胞を再び1×PBS/0.1%Tween20で洗浄した。次いで、すべての洗浄緩衝液を除去してから、プレートを軽くたたいて乾かし、余分な溶液を除去した。それから、蛍光ベースの結果を提供するLI-COR Odyssey Classic ImagingSystemでプレートを読み取った。この実験では、細胞の非対称性アルギニンメチル化の結果として蛍光が発生した。MS049が、細胞の非対称性アルギニンメチル化を低減させることを見込んで、MS049を24時間または48時間細胞に供した。ウェルあたりの細胞数を、細胞内の総タンパク質レベルを蛍光標識するCell Tag 700Stainを使用して勘定した。この効果について、ウェルあたりの非対称性アルギニンメチル化(800)からの蛍光を、ウェルあたりの総タンパク質レベル(700)からの蛍光で割って、800/700の結果を生成した。
図17に示されるように、未処理の細胞と比較した場合、すべての条件は、それらの800/700の読み出しにおいて有意に減少した。24時間の処理に伴い、MS049は、NSC-34細胞の非対称性アルギニンメチル化を、1μMで約17%、100μMで約39%減少させた。
(実施例18.MS023(0.2~60μM)およびネガティブコントロールMS094(0.2~60μM)ならびに、WST-1アッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された代謝異常の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023およびMS094の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.2、1、3、10、30および60μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(MS094で処理されたウェルと同等のDMSO、MS094および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・3μM GR15およびネガティブコントロールMS094のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・3μM PR15およびネガティブコントロールMS094のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・ネガティブコントロールMS094のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図18A~図18Fに示されるように、MS023は、用量依存的にGRおよびPR誘発性代謝異常の両方を無効にした。3μMおよび1μM用量のMS023は、3μM GR15またはPR15チャレンジによって誘発された代謝異常を完全に無効にした。ネガティブコントロールMS094のどの用量も、GR15またはPR15チャレンジによって誘発された代謝異常を無効にしなかった。試験したネガティブコントロールMS094の2つの最高用量である30および60μMは、未処理のコントロールと比較して代謝異常を引き起こしたが、これは、DMSO関連の毒性に起因する可能性があり、該DMSO関連の毒性は、これらの用量(0.30%および0.60%DMSO)に対応するDMSOコントロールでも見られる。
(実施例19.MS023(0.2~60μM)およびネガティブコントロールMS094(0.2~60μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023およびMS094の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.2、1、3、10、30および60μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(MS094で処理されたウェルと同等のDMSO、MS094および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・3μM GR15およびネガティブコントロールMS094のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・3μM PR15およびネガティブコントロールMS094のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・ネガティブコントロールMS094のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図19A~図19Fに示されるように、MS023は、用量依存的に、GRおよびPR誘発細胞毒性(%LDH放出として測定される)の両方を無効にした。3μMおよび1μM用量のMS023は、3μM GR15またはPR15チャレンジによって誘発された細胞毒性を完全に無効にした。ネガティブコントロールMS094のどの用量も、GR15またはPR15チャレンジによって誘発された細胞毒性を無効にしなかった。MS023の最高用量である60μMは、有意な細胞毒性をもたらしたが、これは、GR15またはPR15チャレンジによって誘発された細胞毒性を完全に無効にすることが示された用量の1つではなかった。試験したネガティブコントロールMS094の3つの最高用量、10、30および60μMは、未処理のコントロールと比較して細胞毒性を示したが、2つの最高用量では、これはDMSO関連の毒性に起因する可能性が高く、これらの用量(0.30%および0.60%DMSO)に対応するDMSOコントロールにも見られる。
(実施例20.MS049(0.2~100μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS049の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.2、1、2、10、20および100μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GRおよびPR処理細胞が曝露された量のDMSOのみで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS049のうち:100μM、20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS049のうち:100μM、20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS049のうち:100μM、20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図20A~図20Dに示されるように、MS049は、用量依存的にGR15およびPR15の両方によって誘発された細胞毒性を無効にした。MS049は、1および20μMの用量でGR15およびPR15によって誘発される細胞毒性を部分的に無効にし、2および10μMの用量でGR15およびPR15によって誘発される細胞毒性を完全に無効にした。MS049は、100および20μMの用量で、GRおよびPRチャレンジとは無関係に有意な細胞毒性を引き起こしたが、試験した他の用量では引き起こさなかった。
(実施例21.EPZ020411(0.2~20μM)ならびに、WST-1アッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された代謝異常の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。EPZ020411の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.2、1、2、10および20μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(EPZ020411で処理されたウェルと同等のDMSO、EPZ020411および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびEPZ020411のうち:20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびEPZ020411のうち:20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・EPZ020411のうち:20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図21A~図21Dに示されるように、EPZ020411は、用量依存的にGR15およびPR15の両方によって誘発された代謝異常を無効にした。EPZ020411は、2、10および20μMの用量でGR15誘発性代謝異常を部分的に無効にし、20μMで最大の無効化を示した。加えて、10および20μMの用量でPR15誘発性代謝異常を完全に無効にした。EPZ020411は、10および20μMの用量でGRおよびPRチャレンジとは無関係に有意な代謝異常を引き起こしたが、試験した他の用量では引き起こさなかった。このことは、対応するDMSOコントロール(0.10%、0.20%DMSO)が代謝異常を誘発しなかったように、DMSO誘発性代謝異常には起因し得ない。
(実施例22.EPZ020411(0.2~20μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。EPZ020411の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.2、1、2、10および20μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(EPZ020411で処理されたウェルと同等のDMSO、EPZ020411および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびEPZ020411のうち:20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびEPZ020411のうち:20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・EPZ020411のうち:20μM、10μM、2μM、1μM、0.2μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図22A~図22Dに示されるように、EPZ020411は、用量依存的にGR15およびPR15の両方によって誘発された細胞毒性を無効にした。EPZ020411は、0.2μMを除くすべての用量でGR15およびPR15によって誘発された細胞毒性を部分的に無効にし、20μMの用量で最大の効果を示した。EPZ020411は、10および20μMの用量で、GRおよびPRチャレンジとは無関係に有意な細胞毒性を引き起こしたが、試験した他の用量では引き起こさなかった。このことは、EPZ020411の最高用量(0.20%DMSO)に対応するDMSOコントロールのみがわずかな細胞毒性を発生させたため、DMSOによって誘発された細胞毒性に完全には起因し得ない。
(実施例23.GSK3368715(0.1~10μM)ならびに、WST-1アッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された代謝異常の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。GSK3368715の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.1、0.3、1、3および10μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GSK3368715で処理されたウェルと同等のDMSO、GSK3368715および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびGSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびGSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・GSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図23A~図23Fに示されるように、GSK3368715は、用量依存的にGR15およびPR15の両方によって誘発された代謝異常を無効にした。GSK3368715は、対応するDMSO処理コントロール(0.06%、0.034% DMSO)と比較した場合、1および3μMの用量でGR15およびPR15によって誘発された代謝異常を完全に無効にした。試験したGSK3368715の最高用量である10μMは、GR15およびPR15チャレンジとは無関係に低レベルの代謝異常を誘発したが、このことは、対応する0.10%DMSOコントロールが同様のレベルの代謝異常を示したため、溶媒効果に起因する可能性がある。
(実施例24.MS023(0.1~10μM)およびGSK3368715(0.1~10μM)ならびに、WST-1アッセイで測定されたGR15(3μM)によって生成された代謝異常の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023およびGSK3368715の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.1、0.3、1、3および10μMにした。GR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GSK3368715で処理されたウェルと同等のDMSO、GSK3368715および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・3μM GR15およびGSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・GSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図24A~図24Dに示されるように、GSK3368715は、MS023と同様のパターンで、GR15およびPR15の両方によって誘発された代謝異常を用量依存的に無効にした。MS023およびGSK3368715はどちらも、1および3μMの用量でGR15およびPR15によって誘発された代謝異常を完全に無効にした。試験されたGSK3368715の最高用量である10および3μMは、GR15およびPR15チャレンジとは無関係に代謝異常を誘発した。試験したMS023のどの用量も、GR15-PR15チャレンジとは無関係に代謝異常を誘発することはなかった。
(実施例25.GSK3368715(0.1~10μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびPR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。GSK3368715の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.1、0.3、1、3および10μMにした。GR15の10mMストックおよびPR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GSK3368715で処理されたウェルと同等のDMSO、GSK3368715および、GR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSO、またはGR15もしくはPR15で処理されたウェルと同等のDMSOのいずれかで処理された細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびGSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・PRのみ(3μM PR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびGSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・GSK3368715のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図25A~図25Dに示されるように、GSK3368715は、用量依存的にGR15およびPR15の両方によって誘発された細胞毒性を無効にした。GSK3368715は、1μMの用量でGR15およびPR15によって誘発された細胞毒性を完全に無効にした。加えて、3μMの用量でPR15誘発細胞毒性をほぼ完全に無効にした。GSK3368715のすべての用量は、GR15およびPR15チャレンジとは無関係に低レベルの細胞毒性を誘発したが、このことは、対応するすべてのDMSOコントロールが同様の用量依存的なレベルの細胞毒性を示したため、溶媒効果に起因する可能性がある。
(実施例26.対称性PRMT阻害剤 GSK591(3~200μM)および非対称性PRMT阻害剤 MS023(1~60μM)ならびに、WST-1アッセイで測定されたPR15(3μM)によって生成された代謝異常の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。GSK591およびMS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を3、10、33、100および200μM(GSK591)並びに1、3、10、30および60μM(MS023)にした。PR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GR15またはPR15で処理したウェルと同等のDMSOで処理した細胞)
・PRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM PR15およびMS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・3μM PR15およびGSK591のうち:200μM、100μM、33μM、10μM、3μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:60μM、30μM、10μM、3μM、1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・GSK591のうち:200μM、100μM、33μM、10μM、3μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図26A~図26Dに示されるように、MS023は、用量依存的にGRおよびPR誘発性代謝異常の両方を無効にした。3μMおよび1μM用量のMS023は、3μM PR15チャレンジによって誘発された代謝異常を完全に無効にした。GSK591のどの用量も、PR15チャレンジによって誘発された代謝異常を無効にしなかった。試験されたGSK591の3つの最高用量、33、100および200μMは、未処理のコントロールと比較して、PR15チャレンジとは無関係に代謝異常を引き起こした。試験されたMS023のどの用量も、PR15チャレンジとは無関係に代謝異常を引き起こさなかった。
(実施例27.WST-1アッセイによって測定されたGR15および非対称性ジメチル化(ADMe)-GR15によって生成された代謝異常の用量反応パターン)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、GR15およびADMe-GR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を10nM~3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GR15またはADMe-GR15で処理したウェルと同等のDMSOで処理した細胞)
・GR15のうち:10nM、30nM、100nM、300nM、1μM、3μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・ADMe-GR15のうち:10nM、30nM、100nM、300nM、1μM、3μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図27A~図27Eに示されるように、GR15およびADMe-GR15チャレンジは、24時間後にNSC-34において用量依存性の代謝異常を誘発し、ADMe-GR15は、非メチル化GR15よりも一貫してより多くの代謝異常を生じさせた。
(実施例28.LDHアッセイによって測定されたGR15および非対称性ジメチル化(ADMe)-GR15によって生成された細胞毒性の用量反応パターン)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、GR15およびADMe-GR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を10nM~3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GR15またはADMe-GR15で処理したウェルと同等のDMSOで処理した細胞)
・GR15のうち:10nM、30nM、100nM、300nM、1μM、3μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・ADMe-GR15のうち:10nM、30nM、100nM、300nM、1μM、3μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図28A~図28Eに示されるように、GR15およびADMe-GR15チャレンジは、24時間後にNSC-34において用量依存性の細胞毒性を誘発し、ADMe-GR15は、非メチル化GR15よりも一貫してより多くの細胞毒性を生じさせた。
(実施例29.MS023(0.1~10μM)ならびに、WST-1アッセイで測定されたGR15およびADMe-GR15(3μM)によって生成された代謝異常の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.1、0.3、1、3および10μMにした。GR15の10mMストックおよびADMe-GR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GR15またはPR15で処理したウェルと同等のDMSOで処理した細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・ADMe-GRのみ(3μM ADMe-GR15でのみ処理された細胞)
・3μM ADMe-GR15およびMS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。試験の直前に、培地を除去し、37℃のウォーターバスで4℃から温めていた200μLのPBS-グルコース溶液(4.5g/L、滅菌済み)と置き換えた。WST-1試薬のアリコートを-20℃から解凍し、使用前に室温で平衡化した。200μLのPBS-グルコースを含有するウェルごとに、20μLのWST-1試薬を添加した。プレートをWST-1とともに37℃、5%COで1時間インキュベートし、Molecular Devices SpectraMax M3 プレートリーダーで、1つの吸光度の読み取り値(450nm)を取得した。データを、プレートリーダーのSoftMaxPro7.0ソフトウェアからExcelファイルにエクスポートした。
図29A~図29D、図30A~図30D、および図31A~図31Dは、3つの異なる日に別々に実施された上記の実験の繰り返しを表す。れらの図に示されているように、MS023は、GR15チャレンジによって誘発された代謝異常を一貫して用量依存的に無効にしたが、ADMe-GR15チャレンジによって誘発された代謝異常は無効にしなかった。
(実施例30.MS023(0.1~10μM)ならびに、LDHアッセイで測定されたGR15およびADMe-GR15(3μM)によって生成された細胞毒性の無効化)
細胞を96ウェルプレートの培地に、ウェルあたり3.7×10細胞の密度でプレーティングし、37℃、5%COで一晩インキュベートした。翌日、試験化合物を添加する直前に、既存の培地を除去し、実施例1のように互い違いの量の培地と置き換えた。MS023の10mMストックを室温まで解凍し、温かい培地で希釈して、プレート内の最終濃度を0.1、0.3、1、3および10μMにした。GR15の10mMストックおよびADMe-GR15の10mMストックを室温に平衡化し、温かい培地で希釈して、ウェル内の最終濃度を3μMにした。
以下の条件をトリプリケートでプレーティングした。インキュベーション中の実験ウェル内の容量の蒸発を防ぐために、サンプルを、滅菌リン酸緩衝生理食塩水で満たされたプレートの外側の境界ウェルで囲んだ:
・バックグラウンド(培地のみ)
・未処理(培地中の細胞のみ)
・DMSOコントロール(GR15またはPR15で処理したウェルと同等のDMSOで処理した細胞)
・GRのみ(3μM GR15でのみ処理された細胞)
・3μM GR15およびMS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・ADMe-GRのみ(3μM ADMe-GR15でのみ処理された細胞)
・3μM ADMe-GR15およびMS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つで処理された細胞
・MS023のうち:10μM、3μM、1μM、0.3μM、0.1μMの用量のいずれか1つのみで処理された細胞
・高コントロール/「100%の毒性」(溶解バッファーで溶解させた細胞)
・ポジティブコントロール(5μL LDH溶液)
プレートを37℃、5%COで24時間インキュベートした。細胞を試験し、LDHアッセイキットの説明書に記載されている手順を使用して、データを分析した。
図32A~図32Dに示されるように、MS023は、GR15チャレンジによって誘発された細胞毒性を一貫して用量依存的に無効にしたが、ADMe-GR15チャレンジによって誘発された細胞毒性は無効にしなかった。
(実施例31.毒性のメカニズム)
上記の実施例に示されているように、GR15およびPR15に関連する毒性は、24時間のインキュベーション後に非対称にジメチル化されるそれらの能力に関連している(図33のライン1)。I型PRMT阻害剤(MS023など)を追加すると、発生する正確なメカニズムは不明なままであるが、毒性は無効になる(図33の2行目)。非対称にジメチル化されたGR15で細胞にチャレンジする場合、毒性効果は依然として存在する(図33の3行目)。ただし、ADMe-GR15チャレンジ中にMS023を追加した場合、毒性の無効化は観察されなかった。したがって、GR15はすでにジメチル化されていたため、PRMT阻害は、見られた効果に対して影響を与えなかった(図34の4行目)。まとめると、結果は、GR15の非対称性ジメチル化が毒性の駆動メカニズムであることを示唆している。
本開示の方法、組成物および実施形態は、網羅的であること、または本開示を本明細書に記載される正確な形態に限定することを意図するものではない。むしろ、組成物および実施例は、当業者が本開示の原理および実践の真価を認め、かつ理解できるように選択される。しかしながら、本開示の精神および範囲を逸脱せずに、多くの変形および修正がなされ得ることを理解されたい。技術的に不可能でない限り、一実施形態に関連して説明される任意の特徴または要素は、他の各実施形態および他のすべての実施形態の、他の特徴または他の要素のいずれかと交換可能に使用できるか、または追加的に組み合わせることができ、そのようなすべての普及が本開示に含まれる。
本明細書におけるすべての刊行物、特許、および特許出願は、この技術が関係する当業者のレベルを示している。すべての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物または特許出願が本明細書に具体的かつ個別に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (53)

  1. ジペプチドリピートタンパク質(DRP)によって引き起こされる細胞毒性を減少させる方法であって、有効量のI型タンパク質アルギニンメチルトランスフェラーゼ(I型PRMT)阻害剤と細胞を接触させるステップを含む、方法。
  2. 前記DRPが、遺伝子9番染色体のオープンリーディングフレーム72(C9ORF72)のヘキサヌクレオチド(GGGGCC)リピートの拡張によって生成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記DRPがアルギニン(R)を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記DRPが非対称にジメチル化されている、請求項3に記載の方法。
  5. 前記DRPが、少なくとも1つのポリグリシン-アルギニンペプチド(GR)および/または、少なくとも1つのポリプロリン-アルギニンペプチド(PR)を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記細胞が神経細胞である、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記神経細胞が、感覚ニューロン、運動ニューロンまたは介在ニューロンである、請求項6に記載の方法。
  8. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT1阻害剤、PRMT3阻害剤、PRMT4阻害剤、PRMT6阻害剤、およびPRMT8阻害剤からなる群から選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT1阻害剤である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記I型PRMT1阻害剤が、MS023、MS049、GSK715、またはEPZ020411である、請求項9に記載の方法。
  11. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT3阻害剤である、請求項8に記載の方法。
  12. 前記I型PRMT3阻害剤が、MS023またはMS049である、請求項11に記載の方法。
  13. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT4阻害剤である、請求項8に記載の方法。
  14. 前記I型PRMT4阻害剤が、MS023、MS049またはTP064である、請求項13に記載の方法。
  15. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT6阻害剤である、請求項8に記載の方法。
  16. 前記I型PRMT6阻害剤が、MS023、MS049、EPZ020411またはTP064である、請求項15に記載の方法。
  17. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT8阻害剤である、請求項8に記載の方法。
  18. 前記I型PRMT8阻害剤が、MS023、MS049、EPZ020411またはTP064である、請求項17に記載の方法。
  19. 前記DRPによって引き起こされる細胞毒性が、細胞膜の漏出の減少、細胞代謝機能の増加、または細胞アポトーシスの減少によって測定される、請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記DRPによって引き起こされる細胞毒性が、WST-1、LDH、カスパーゼ3、またはBrdUのうちの1つ以上のアッセイによって測定される、請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。
  21. GRおよび/またはPR DRPによって引き起こされる細胞毒性を減少させる方法であって、
    細胞を有効量のI型PRMT阻害剤と接触させるステップであって、該阻害剤が、
    Figure 2022539556000011
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000012
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000013
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000014
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、および、
    Figure 2022539556000015
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体からなる群から選択される、接触させるステップを含む、方法。
  22. 前記DRPが非対称にジメチル化されている、請求項20に記載の方法。
  23. 対象におけるDRPの発現に関連している神経変性疾患を治療する方法であって、有効量のI型PRMT阻害剤を投与するステップを含む、方法。
  24. 前記疾患が、筋萎縮性側索硬化症(ALS)または前頭側頭型認知症(FTD)である、請求項23に記載の方法。
  25. 前記疾患がALSである、請求項24に記載の方法。
  26. 前記疾患がFTDである、請求項24に記載の方法。
  27. 前記DRPが、C9ORF72のヘキサヌクレオチド(GGGGCC)リピートの拡張により生成される、請求項23~26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 前記DRPがアルギニン(R)を含む、請求項23~27のいずれか一項に記載の方法。
  29. 前記DRPが非対称にジメチル化されている、請求項28に記載の方法。
  30. 前記DRPがGRおよび/またはPRを含む、請求項28に記載の方法。
  31. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT1阻害剤、PRMT3阻害剤、PRMT4阻害剤、PRMT6阻害剤、およびPRMT8阻害剤からなる群から選択される、請求項23~29のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT1阻害剤である、請求項31に記載の方法。
  33. 前記I型PRMT1阻害剤が、MS023、MS049、GSK715、またはEPZ020411である、請求項32に記載の方法。
  34. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT3阻害剤である、請求項31に記載の方法。
  35. 前記I型PRMT3阻害剤が、MS023、GSK715またはMS049である、請求項34に記載の方法。
  36. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT4阻害剤である、請求項31に記載の方法。
  37. 前記I型PRMT4阻害剤が、MS023、MS049、GSK715、またはTP064である、請求項36に記載の方法。
  38. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT6阻害剤である、請求項31に記載の方法。
  39. 前記I型PRMT6阻害剤が、MS023、MS049、EPZ020411、GSK715、またはTP064である、請求項38に記載の方法。
  40. 前記I型PRMT阻害剤が、PRMT8阻害剤である、請求項31に記載の方法。
  41. 前記I型PRMT8阻害剤が、MS023、MS049、EPZ020411、GSK715、またはTP064である、請求項40に記載の方法。
  42. DRPによって引き起こされる細胞毒性が、細胞膜の漏出の減少、細胞代謝機能の増加、または細胞アポトーシスの減少によって測定される、請求項23~41のいずれか一項に記載の方法。
  43. DRPによって引き起こされる細胞毒性が、WST-1、LDH、カスパーゼ3、またはBrdUのうちの1つ以上のアッセイによって測定される、請求項23~41のいずれか一項に記載の方法。
  44. 第2の治療薬を投与するステップをさらに含む、請求項23~43のいずれか一項に記載の方法。
  45. 前記第2の治療薬が、リルゾールおよび/またはエダラボンである、請求項44に記載の方法。
  46. 前記第2の治療薬が、抗体、またはその抗原結合部位である、請求項27に記載の方法。
  47. 前記抗体が、ヒトCD40とヒトCD40Lとの相互作用を遮断する、請求項46に記載の方法。
  48. 対象におけるC9ORF72連鎖性ALSを治療する方法であって、
    有効量のI型PRMT阻害剤を投与するステップであって、該阻害剤が、
    Figure 2022539556000016
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000017
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000018
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、および、
    Figure 2022539556000019
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体からなる群から選択される、投与するステップを含む、方法。
  49. 対象におけるC9ORF72連鎖性FTDを治療する方法であって、
    有効量のI型PRMT阻害剤を投与するステップであって、該阻害剤が、
    Figure 2022539556000020
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000021
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、
    Figure 2022539556000022
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体、および、
    Figure 2022539556000023
    上記化合物または薬学的に許容されるその塩もしくは誘導体からなる群から選択される、投与するステップを含む、方法。
  50. 前記疾患がDRPの発現に関連している、請求項48または49に記載の方法。
  51. 前記DRPが、C9ORF72のヘキサヌクレオチド(GGGGCC)リピートの拡張により生成される、請求項50に記載の方法。
  52. 前記DRPがアルギニン(R)を含む、請求項50に記載の方法。
  53. 前記DRPが非対称にジメチル化されている、請求項50に記載の方法。
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