KR20190140412A - 경구 항암 전구약물을 포함하는 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도 - Google Patents

경구 항암 전구약물을 포함하는 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (i)카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 및 상기 펩타이드에 직접 또는 링커를 통해 공유적으로 연결되는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티, 및 (ii)상기 항암 전구약물 모이어티에 비공유적으로 결합된 담즙산 모이어티를 포함하는 항암 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 카스파제에 의해 가수분해되는 펩타이드와 항암 화학요법제의 결합체를 담즙산 모이어티와 결합한 물질로서, 현재 임상적으로 쓰이고 있는 화학요법제들의 문제점을 극복한 신물질에 관한 것으로 당해 발명을 이용해 개발된 물질들은 직접적으로 새로운 경구 항암제로 임상적으로 사용될 수 있다.

Description

경구 항암 전구약물을 포함하는 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도{COMPLEX COMPRISING ORAL ANTICANCER PRODRUGS, THEIR PREPERATION METHODS AND APPLICATIONS}
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2018년 6월 11일자 한국특허출원 제10-2018-0066908호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며， 해당 한국 특허 출원의 문헌들에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 경구 투여가 가능한 항암 복합체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 방사선 요법 등의 인위적 자극으로 세포자멸사가 유도된 암세포를 표적으로 하는 암 치료 방법과 관련한 경구 항암 전구약물을 포함하는 복합체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
항암 화학요법제(또는 항암제)는 강력한 항암 효과로 인해 항암치료에서 제일 빈번하게 사용됨에도 불구하고 심각한 부작용과 독성으로 투여가 종종 제한되기도 한다. 건강한 조직과는 대조적으로 종양을 표적으로 하는 선택적 화학요법을 개발하려는 노력은 종양 세포에서 우선적으로 발현된 분자는 인식하지만 정상 세포에서는 그렇지 않은 항체 또는 펩타이드를 사용하여 종양 세포에 화학요법 제제의 표적화된 전달에 초점을 맞추었다.
그러나, 기존의 분자표적형 화학요법제 전달 시스템은 암조직을 구성하는 암세포의 유전형질 의존적으로 발현한 분자를 표적하여 화학요법제를 종양 세포에 전달하는 기작으로 작용하고, 상기 방법에서의 표적대상 분자의 발현은 일반적으로 암세포의 유전형질에 의존적이기 때문에, 상기의 접근법으로는 환자의 암세포가 해당 약물의 표적대상이 되는 분자를 발현하는 경우에만 제한적으로 사용할 수 있다. 또한, 최근 연구에서 하나의 암 덩어리 안에서도 유전형질 및 표현형질이 다른 다양한 암세포군이 존재한다는 종양 내 이질성(intratumor heterogeneity)이 밝혀졌다. 이는 근본적으로 상기의 접근법으로는 암 조직 내의 일부 암세포들에만 제한적으로 화학요법제를 전달할 수 있다는 것을 의미한다. 환자에 따라, 암이 발병하는 장기에 따라, 나아가 하나의 암 덩어리 안에서도 구성하는 암 세포군 별로 암세포의 유전형질이 상이하게 나타나므로, 상기의 방법으로는 일정한 항암 효과를 예측하기 어렵고, 이는 결국 화학요법제가 전달되지 못한 암세포의 성장으로 인해 암이 재발할 수 있다는 것을 의미하게 된다.
따라서, 화학요법제를 암세포 혹은 암 조직에 전달함에 있어서 암세포가 유전형질 의존적으로 발현하는 분자를 표적으로 하는 접근법은 본질적으로 한계점이 존재하며, 암 환자를 완치하고자 하는 목적에 부합하지 않다. 이에 화학요법제의 약물전달에 있어서, 종양 세포에 대해 선택적이고 정상 조직에 손상을 주지 않지만 동시에 상이한 표현형을 갖는 광범위한 종양 세포에 대하여 효과적인 화학요법제가 여전히 요구된다.
또한, 많은 화학요법제가 정맥 내 투여되는 반면, 정맥 내 투여는 한계가 있다. 대한민국 등록특허 제10-1759261호는 기능기, 펩타이드 링커 및 항암 요법제를 포함하는 항암제 전구약물 컨쥬게이트로서, 알부민 결합 가능하는 정맥 투여 주사제를 제공한다. 상기 문헌은 알부민 결합을 통해 정맥 투여 후 혈중 반감기를 증가시킴으로써, 치료제의 투여 빈도를 줄이고자 한다. 그러나 정맥 투여의 경우에는 감염 등의 위험이 동반될 수 있으며, 환자의 편의성과 순응도가 낮기 때문에, 따라서 약물을 지속적으로 투여하지 못하므로 약물의 효과를 지속적으로 일정하게 유지하는데 한계를 가지고 있다.
이에, 위장관에서 흡수되어 경구 투여할 수 있고 독성이 낮은 항암제가 필요하다. 이러한 경구 투여는 환자가 스스로 약물을 지속적으로 반복 투여할 수 있으므로 항암 효과를 지속적으로 일정한 수준으로 유지할 수 있으며, 따라서 항암효과를 극대화할 수 있는 장점이 있는 효과적인 접근법이다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1759261호
상기 한계점을 극복하기 위해 본 출원인은 다각적인 연구를 수행하였고, (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 및 상기 펩타이드에 직접 또는 링커를 통해 연결되는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티, 및 (ii) 상기 결합체에 결합되는 담즙산 모이어티를 포함하는 항암 복합체를 제조하고, 이를 환자의 암 조직에 방사선 요법 등으로 인위적 자극을 가하여 세포자멸사가 유도된 암 세포에 적용한 결과, 유의적으로 암 성장 억제 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 본래 암 세포의 유전형질과는 무관하게, 별도의 외부 자극을 통해 암 조직에 인위적으로 유도한 특정 표현 형질을 표적화하여 우수한 항암 효능을 갖고, 부작용을 최소화할 수 있는, 경구투여가 가능한 항암 복합체를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 경구 항암 복합체를 이용하여 다양한 종류의 암의 치료에 사용하는 용도를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (a) (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드(caspase-cleavable peptide) 및 (ii) 상기 펩타이드에 직접 또는 링커를 통해 공유적으로 연결되는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티, 및 (b) 상기 결합체에 비공유적으로 결합된 담즙산 모이어티를 포함하는, 항암 복합체를 제공한다.
일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 카스파제-3, 카스파제-7 및 카스파제-9로 이루어진 군에서 선택된 카스파제에 의해 절단 가능할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 Asp-Glu-Val-Asp (서열목록: 4), Asp-Leu-Val-Asp (서열목록: 5), Asp-Glu-Ile-Asp (서열목록: 6), 및 Leu-Glu-His-Asp (서열목록: 7) 로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 Asp-Glu-Val-Asp (서열목록: 4) 일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 파라-아미노벤질옥시카보닐(para-aminobenzyloxycarbonyl), 아미노에틸-N-메틸카보닐(aminoethyl-N-methylcarbonyl), 아미노바이페닐메틸옥시카보닐(aminobiphenylmethyloxycarbonyl), 수지상 링커(dendritic linker) 및 세팔로스포린(cephalosporin)-기반 링커로 이루어진 군에서 선택된 링커를 통해 항암 화학요법제에 공유 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 파라-아미노벤질옥시카보닐 링커를 통해 항암 화학요법제에 공유 결합될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 항암 화학요법제는 안트라사이클린(anthracyclines), 항생제(antibiotic), 알킬화제(alkylating agent), 백금 기반 제제(platinum-based agent), 항대사성 물질(antimetabolites), 토포이소머라제(topoisomerase) 억제제 및 유사분열 억제제(mitotic inhibitor)로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 항암 화학요법제는 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 에피루비신(epirubicin), 이다루비신(idarubicin), 발루비신(valrubicin), 안트라사이클린(anthracycline); 액티노마이신-D(actinomycin-D), 블레오마이신(bleomycin), 미토마이신-C(mitomycin-C), 사이클로포스프아마이드(cyclophosphamide), 메콜레타민(mecholrethamine), 우라무스틴(uramustine), 멜파란(melphalan), 클로람부실(chlorambucil), 이포스프아마이드(ifosfamide), 벤다무스틴(bendamustine), 카르무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 스트렙토조신(streptozocin), 부설판(busulfan), 다카르바진(dacarbazine), 테모졸로마이드(temozolomide), 티오테파(thiotepa), 알트레타민(altretamine), 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 네다플라틴(nedaplatin), 옥사리플라틴(oxaliplatin), 사트라플라틴(satraplatin), 트리플라틴 테트라나이트레이트(triplatin tetranitrate), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-머캅토퓨린(6-mercaptopurine), 카페시타빈(capecitabine), 클라드리빈(cladribine), 클로파라빈(clofarabine), 시스타르빈(cystarbine), 플록스우리딘(floxuridine), 플루다라빈(fludarabine), 겜시타빈(gemcitabine), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 메토트레세이트(methotrexate), 페메트렉시드(pemetrexed), 펜토스타틴(pentostatin), 티오구아닌(thioguanine); 캄토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan), 이리노테칸(irinotecan), 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 미토산트론(mitoxantrone), 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 이자베필론(izabepilone), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 에스트라무스틴(estramustine) 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 항암 화학요법제는, 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 및 도세탁셀(docetaxel)로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 담즙산 모이어티는 콜산(cholic acid), 디옥시콜산(deoxycholic acid), 케노디옥시콜산(chenodeoxycholic acid), 리토콜산(lithocholic acid), 우르소콜산(ursocholic acid), 우르소디옥시콜산(ursodeoxycholic acid), 이소우르소디옥시콜산(isoursodeoxycholic acid), 라고디옥시콜산(lagodeoxycholic acid), 글리코콜산(glycocholic acid), 타우로콜산(taurocholic acid), 글리코디옥시콜산(glycodeoxycholic acid), 글리코케노디옥시콜산(glycochenodeoxycholic acid), 디하이드로콜산(dehydrocholic acid), 히오콜산(hyocholic acid) 및 히오디옥시콜산(hyodeoxycholic acid) 으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 담즙산 모이어티는 Nα-디옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르(Nα-deoxycholyl-L-lysine-methylester)일 수 있다. 일부 구현예에서, 복수의 담즙산 모이어티가 단일의 항암 화학요법제에 비공유적으로 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 결합체와 담즙산 모이어티는 이온결합(ionic bond), 소수결합(hydrophobic bond) 또는 배위결합(coordinate bond)에 의해 비공유적으로 결합된 것일 수 있다.
일부 구현예에서, (a) 상기 항암 복합체는 (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 아미노산 서열 Asp-Glu-Val-Asp 를 포함하고, (ii) 파라-아미노벤질옥시카보닐 링커를 통해 항암 화학요법제에 연결되고; 및 (b) 담즙산 모이어티는 Nα-디옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르를 포함한 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 상술한 본 발명에 따른 항암 복합체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 암 예방 또는 암 치료용 약학 조성물을 제공한다.
일부 구현예에서, 상기 약학 조성물은 경구투여를 위한 것일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 약학 조성물은 방사선요법, 온열요법, 레이저 요법, 광역학 요법(photodynamic therapy), 화학요법, 및 냉동수술(cryosurgery) 로 이루어진 군에서 선택된 치료요법과 병용하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 대상에게 (a) 종양 세포 내 카스파제의 발현을 유도하는 데 효과적인 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료를 제공하는 단계; 및 (b) 상기 상술한 본 발명에 따른 항암 복합체 또는 이의 약?적으로 허용가능한 염을 경구로 투여하는 단계를 포함하는, 대상 내 종양 세포의 세포자멸사 증폭 유도 방법을 제공한다.
일부 구현예에서, 상기 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료는 방사선요법, 온열요법, 레이저 요법, 광역학 요법(photodynamic therapy), 화학요법, 및 냉동수술(cryosurgery) 로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료는 1 내지 35 Gy 용량의 방사선요법을 주1회 제공하고, 항암 화학요법제의 몰 당량(molar equivalent dose)에 기초하여, 항암 복합체를 1 내지 100 mg/kg 용량으로 매일 투여할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료는 2 내지 10 Gy 용량의 방사선요법을 주1회 제공하고, 항암 화학요법제의 몰 당량에 기초하여, 항암 복합체를 1 내지 10 mg/kg 용량으로 매일 투여하는 것일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 화학요법제 전구약물의 위장관 흡수 결과를 가져올 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 세포자멸사 유도 치료는 화학요법을 포함할 수 있고, 예를 들면, 올라파립(olaparib), 트라스트주맙(trastzumab), 아도-트라스트주맙 엠타신(ado-trastuzumab emtansine), 타목시펜(tamoxifen), 라파티닙(lapatinib), 팔보시클립(palbociclib), 리보시클립(ribociclib), 네라티닙 말리에이트(neratinib maleate), 또는 아베마시클립(abemaciclib)과의 화학요법을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 세포자멸사 유도 치료는 올라파립(olaparib)과의 화학요법을 포함할 수 있다.
전술한 내용은 단지 예시적인 것이며 임의의 방식으로 제한하려는 것은 아니다. 위에서 설명된 예시적인 양태들, 구현예들 및 특징들에 부가하여, 추가의 양태들, 구현예들 및 특징들은 이하의 상세한 설명 및 예들을 참조함으로써 명백해질 것이다.
본 발명의 경구 항암 복합체는 암 조직에 인위적인 외부 자극을 가하여 능동적으로 세포자멸사를 유도하고, 이로 인해 발현하는 카스파제에 의존적으로 화학요법제를 전달하는 기작으로 작용하기 때문에, 유전형질적으로 다양하면서도 유동적인 암세포에 본래의 유전형질과는 무관하게 항암 화학요법제를 경구로 전달할 수 있어, 효과적이고 예측 가능한 항암 효과를 가지는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 인위적으로 유도된 자멸사세포에서 발현하는 카스파제의 가수분해로 인해, 경구로 투여한 비활성 형태의 항암 복합체가 암 조직 부근 또는 내부에서만 선택적으로 활성 형태로 전환됨으로써, 최소한의 부작용으로 우수한 항암활성을 나타낼 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 경구투여가 가능하여 환자의 편의성을 해치지 않으면서, 기존 항암제에 비해 부작용 및 독성이 매우 적어 환자에게 장기간 동안 빈번한 반복 투여가 가능하기 때문에, 상기 경구 항암 복합체는 충분히 암 조직에 도달하여 항암 화학요법제를 암 조직에 지속적으로 전달할 수 있다. 이를 통해 통상적인 표적치료제의 표적 분자의 경우와는 달리, 세포자멸사 중 일시적으로 발현하는 카스파제와 반응할 확률을 높일 수 있어, 더욱 효과적인 항암제 전구약물의 활성화가 가능하며 항암 효능을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 카스파제에 의해 가수분해되는 펩타이드와 항암 화학요법제의 결합체를 담즙산 모이어티와 결합한 물질로서, 현재 임상적으로 쓰이고 있는 화학요법제들의 문제점을 극복한 신물질에 관한 것으로 당해 발명을 이용해 개발된 물질들은 직접적으로 새로운 경구 항암제로 임상적으로 사용될 수 있다.
도 1은 방사선요법-보조된 경구 가능한 메트로놈 세포자멸사 표적 화학요법(radiotherapy-assisted orally available metronomic apoptosis-targeted chemotherapy)에서 DEVD-S-DOX/DCK 결합체의 작용 방식에 대한 모식도이다.
도 2는 DEVD-S-DOX/DCK 합성 과정에 대한 모식도이다.
도 3은 DEVD-S-DOX/DCK의 화학식이다.
도 4는 DEVD-S-DOX와 DCK, DEVD-S-DOX/DCK를 시차주사(differential scanning calorimetry) 열량측정법으로 분석한 결과이다.
도 5는 시험관 내에서 MDA-MB-231 유방암 세포에 대해 카스파제-3과 예비배양된 독소루비신(doxorubicin), DEVD S-DOX 및 DEVD-S-DOX의 시험관 내 농도 의존성 세포 독성을 나타낸다.
도 6a는 웨스턴 블롯을 사용하여 MDA-MB-231 유방암 세포에서 방사선 노출 (4 Gy) 한 후 카스파제-3의 상향 조절을 측정한 결과이다.
도 6b는 세포 카스파제-3 활성 분석을 사용하여 MDA-MB-231 유방암 세포에서 방사선 노출 (4 Gy) 후 카스파제-3의 상향 조절을 측정한 결과이다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 7은 시험관 내에서 MDA-MB 231 유방암 세포에서 방사선 (4 Gy) 유무 및 카스파제 억제제 (Z-VAD-FMK) 유무에 따른 DEVD-S-DOX 및 독소루비신의 세포 독성을 나타낸 결과이다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 8은 형광 현미경에 의해 MDA-MB 231 유방암 세포에서 방사선 (4 Gy) 유무 및 카스파제 억제제 (Z-VAD-FMK) 유무에 따른 DEVD-S-DOX 및 독소루비신의 세포 흡수를 나타낸 결과이다.
도 9는 SD 랫트에 DEVD-S-DOX와 DEVD-S-DOX/DCK 결합체를 정맥 혹은 경구투여한 후 측정한 시간대비 약물혈중농도 결과이다. 용량은 독소루비신 몰 당량이며, 데이터는 ±SEM으로 나타내었다.
도 10은 SD 랫트에 DEVD-S-DOX/DCK를 경구 투여한 후 장관 경로 각 부분에서의 약물 흡수를 형광현미경으로 관찰한 결과이다. 스케일 바는 100 μm이다.
도 11은 Caco-2 세포 (적색)에서의 DEVD-S-DOX 및 DEVD-S-DOX/DCK 결합체의 세포 흡수를 도시한다. 치밀 이음부(Tight junction)와 핵은 팔로이딘(phalloidin) FITC (녹색)와 DAPI (파란색)로 각각 염색되었다. 스케일 바는 50 μm이다.
도 12는 MDCK 및 hASBT-MDCK 세포상의 DEVD-S-DOX 및 DEVD-S-DOX/DCK 결합체의 세포 흡수를 도시한다. 스케일 바는 50 μm이다.
도 13은 대조군으로 식염수, 단일 용량 방사선, 방사선 및 DEVD-S-DOX, 및 전임상에서 방사선과 병용 또는 없이 DEVD-S-DOX/DCK 복합체를 투여한 MDA-MB-231 이종이식 마우스의 종양 성장 프로파일을 도시한다. 약물은 매일 경구 투여되었다. 방사선은 4Gy 용량으로 주어졌으며, 화살표는 방사선이 주어진 날을 나타낸다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. * p <0.05, ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 14a는 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (5mg/kg)를 투여한 MDA-MB-231 이종이식 마우스의 종양 성장을 나타낸다. 약물은 매일 경구 투여되었다. 방사선은 4Gy의 용량으로 주어졌으며, 화살표는 방사선이 투여된 날을 나타낸다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. * p <0.05, ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 14b는 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (5mg/kg)를 투여한 MDA-MB-231 이종이식 마우스의 체중 프로파일을 도시한다.
도 15a는 20 일의 기간에 걸쳐 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (5mg/kg)를 투여한 HCC-70 이종이식 마우스의 종양 성장을 나타낸다. 약물은 매일 경구 투여되었다. 방사선은 4 Gy의 용량으로 주어졌으며, 화살표는 방사선이 투여된 날을 나타낸다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. * p <0.05, ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 15b는 20 일의 기간에 걸쳐 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (5mg/kg)를 투여한 HCC-70 이종이식 마우스의 체중 프로파일을 도시한다.
도 16a는 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (10mg/kg)를 투여한 Pan02 그래프트된 마우스의 종양 부피 프로파일을 도시한다. 약물은 매일 경구 투여되었다. 방사선은 0 일 및 7 일째에 4 Gy 용량으로 주어졌다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 16b는 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (10mg/kg)를 투여한 Pan02 그래프트된 마우스의 체중 프로파일을 도시한다.
도 16c는 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (10mg/kg)를 투여한 Pan02 그래프트된 마우스의 종양 중량을 도시한다.
도 16d는 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (10mg/kg)를 투여한 Pan02 그래프트된 마우스의 종양을 나타낸다.
도 17a는 30일의 기간에 걸쳐 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (5mg/kg)를 투여한 HCC-70 이종이식 마우스의 종양 부피 프로파일을 나타낸다. 약물은 매일 경구 투여되었다. 방사선은 0 일 및 7 일째에 4 Gy 용량으로 주어졌다. 데이터는 평균±SEM으로 나타내었다. ** p <0.01 및 *** p <0.001 vs 대조군 또는 지시된 바와 같음.
도 17b는 30일의 기간에 걸쳐 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법, 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 (5mg/kg)를 투여한 HCC-70 이종이식 마우스의 체중 프로파일을 도시한다.
도 17c는 30일의 기간에 걸쳐 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체(5mg/kg)를 투여한 HCC-70 이종이식 마우스의 종양 중량을 나타낸다.
도 17d는 30일의 기간에 걸쳐 대조군으로 식염수, 반복-용량 방사선 요법 및 반복-용량 방사선과 병용하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체(5mg/kg)를 투여한 HCC-70 이종이식 마우스의 종양을 나타낸다.
도 18은 DEVD-S-DCX/DCK 복합체를 제조하는 합성을 나타낸다.
도 19는 DEVD-S-DCX/DCK 복합체의 화학 구조를 도시한다.
도 20a는 대조군으로 식염수, 3mg/kg의 DEVD-S-DCX/DCK (도세탁셀 함량 기준)를 매일 경구 투여, 50mg/kg의 올라파립(olaparib)을 2주 동안 매주 처음 5일 동안 복강내 주사, 또는 3mg/kg의 DEVD-S-DCX/DCK (도세탁셀 함량 기준)를 매일 경구 투여함과 병용하여 50mg/kg의 올라파립을 2주 동안 매주 처음 5일 동안(5일 투여/ 2일 비투여) 복강내 주사한 암컷 NSG SCID 마우스에 이식된 사람 유방암 MDA-MB-436 세포의 종양 부피 프로파일을 나타낸다.
도 20b는 대조군으로 식염수, 3mg/kg의 DEVD-S-DCX/DCK (도세탁셀 함량 기준)를 매일 경구 투여, 50mg/kg의 올라파립을 2주 동안 매주 처음 5일 동안 복강 내 주사, 또는 3mg/kg의 DEVD-S-DCX/DCK (도세탁셀 함량 기준)를 매일 경구 투여함과 병용하여 50mg/kg의 올라파립을 2주 동안 매주 처음 5일 동안(5일 투여/ 2일 비투여) 복강내 주사한 암컷 NSG SCID 마우스에 이식된 사람 유방암 MDA-MB-436 세포의 체중 프로파일을 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 기술적 및 과학적 용어는 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 명세서에서 당업자에게 공지된 다양한 방법론이 참조된다. 언급된 공지된 방법론을 설명하는 간행물 및 기타 자료는 전체적으로 설명된 것처럼 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다. 당업자에게 공지된 임의의 적합한 물질 및/또는 방법이 본 발명을 수행하는데 이용될 수 있다. 그러나, 구체적인 재료 및 방법은 설명을 목적으로 설명된다. 다음의 설명 및 실시예에서 언급되는 재료, 시약 등은 달리 언급되지 않는 한 상업적인 공급원으로부터 얻을 수 있다.
본 명세서에 사용된 단수 형태, “한(하나)”, “임의” 및 “어느”는 단수를 나타내기 위해 명시적으로 언급되지 않는 한 단수 및 복수를 나타낸다.
본 명세서에 사용된 "약"이라는 용어는 본 명세서에 기재된 정확한 숫자로 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 실질적으로 그 수를 의미하는 것을 의미한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "약"은 당업자에 의해 이해될 것이며, 그것이 사용되는 환경에 어느 정도 변할 것이다. 당업자에게 명확하지 않은 용어의 사용이 있는 경우, "약"은 특정 숫자의 최대±10 %를 의미할 것이다.
본 명세서에 사용된 '종양 세포(tumor cell)'의 용어는 임의 형태의 종양 조직, 양성(benign) 또는 악성(malignant) 세포를 의미한다.
본 명세서에 사용된 용어 '암(cancer)' 또는 '종양(tumor)'은 신체 또는 임의의 세포 유형의 임의의 부분으로부터 유래된 암을 의미한다. 이는 암종(carcinoma), 육종(sarcoma), 림프종(lymphoma), 생식세포종(germ cell tumors), 및 모세포종(blastoma)을 포함하며, 이에 한정하지 않는다. 일부 구현예에서, 암은 신체의 특정 위치 또는 특정 질환과 관련된다.
본 명세서에 사용된 용어 "대상"(subject)은 인간 및 개, 고양이, 토끼, 말 및 소와 같은 다른 포유 동물을 포함하여, 본 명세서에 기재된 방법 중 하나 이상에 의한 치료가 필요한 동물을 의미한다. 예를 들면, 대상자는 세포자멸사 유도 치료법으로 치료 또는 예방될 수 있는 상태를 앓고 있거나 발생할 위험이 있다. 특정 구현예에서, 환자는 종양이 있는 인간이다. 추가 구현예에서, 종양은 악성이다. 추가의 특정 구현예에서, 대상자는 암으로 진단된 사람이다.
최대 허용 용량 (maximum tolerated dose, MTD) 화학요법은 종종 암과 약물 독성의 복잡한 특성으로 인해 실패했으며, 이는 암이 만성 질환으로 간주되어야 함을 시사한다. 기존의 세포 독성 제제를 사용하는 메트로놈 요법 (metronomic therapy, 최소의 효과량으로 항암제를 지속적으로 자주 투여하는 경우)이 MTD에 비해 독성이 낮기는 하지만 정맥 투여의 한계로 인해 그 효능이 저해된다. 일 측면에서, 본 명세서에 기술된 복합체는 방사선요법-보조된 경구 가능한 메트로놈 세포 자멸사-표적 화학요법(radiotherapy-assisted orally available metronomic apoptosis-targeted chemotherapy)에서 사용될 수 있으며, 표적 화학요법을 통한 증가된 치료 효과는 빈번한 투여로 장기간에 편리하게 수행될 수 있다. 또 다른 측면에서, 본 명세서에 기재된 복합체는 화학요법 치료와 병행하여 사용될 수 있으며, 화학요법 치료는 암세포의 세포 자멸을 유도하고 복합체의 메트로놈 투여 및 화학요법 치료의 조합은 종양 성장 억제에 상승 효과를 제공한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에 기술된 것은 항암 화학요법제를 종양 조직에 선택적으로 전달할 수 있는 항암 전구약물 모이어티 및 담즙산 모이어티를 포함하는 복합체로, 상기 답즙산 모이어티는 항암제에 결합되어 있다. 일 측면에서, 본 발명의 복합체는 (a) (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 및 (ii) 상기 펩타이드에 직접 또는 링커를 통해 공유적으로 연결되는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티; 및 (b) 담즙산 모이어티를 포함하고, 상기 담즙산 모이어티는 항암 전구약물 모이어티에 비공유적으로 결합되어 있다. 이러한 복합체는 종양 세포의 증폭된 세포자멸사를 유도하는 방법을 포함하여, 악성(malignant, 암성, cancerous) 종양 세포를 포함하는 종양 세포의 세포자멸사를 유도하는 방법에서와 같이, 종양을 표적화하고 암을 치료하는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 방사선-유도된 세포자멸사-표적 화학요법 (radiation-induced apoptosis-targeted chemotherapy, RIATC)을 포함하며, 방사선요법-보조된 경구 가능한 메트로놈 세포자멸사-표적 화학요법(radiotherapy-assisted orally available metronomic apoptosis-targeted chemotherapy)을 포함하며, 매우 낮은 부작용으로 장기간 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 화학요법-보조된 경구 가능한 메트로놈 세포자멸사-표적 화학요법(chemotherapy-assisted orally available metronomic apoptosis-targeted chemotherapy)을 포함하는 화학요법-유도된 세포자멸사-표적 화학요법(chemotherapy-induced apoptosis-targeted chemotherapy)을 포함하고, 이는 매우 낮은 부작용으로 장기간 사용될 수 있다.
임의의 이론에 구속되지는 않지만, 담즙산 모이어티와 항암 전구약물 모이어티의 복합체화는 항암 전구약물의 장 흡수를 허용한다고 믿어진다. 복합체가 장관 내강으로부터 혈관 내로 흡수된 후, 항암 전구약물 모이어티는 인공 자극 (예를 들어, 방사선 요법)에 의해 세포자멸사가 유도된 종양 조직으로 전달된다. 세포 자멸사가 유도된 종양 조직에 도달하면, 세포자멸 세포에 의해 발현(분비) 된 카스파제가 선택적으로 항암 전구약물 부분으로부터 항암제를 절단하여 종양 부위에서 선택적으로 약물을 방출한다. 실시예에서 입증된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 복합체는 종양 효과의 억제와 같은 중요한 항암 효과를 제공한다.
예를 들면, 경구 투여, 위장 흡수 및 조사된 종양 조직으로의 전달을 위해 항암 전구약물 모이어티 DEVD-S-DOX를 담즙산 모이어티 DCK (Nα-데옥시콜릭-L-라이신-메틸에스테르)와 정전기적으로 복합체화 하였다. 일단 조사된 종양 조직에 전달되면, 독소루비신은 자멸 세포에 의해 발현되는 카스파제-3와 같은 상향 조절된 카스파제의 단백질 분해 활성을 통해 방출된다. 도 1에 방사선요법-보조된 경구 가능한 메트로놈 세포자멸사-표적 치료법의 개략도가 도시되어 있다.
또 다른 예에서, 경구 투여, 위장 흡수 및 세포자멸사를 유도하기 위해 표적 화학요법(예를 들어 BRCA 돌연변이 암에 대한 올라파립(olaparib))을 실시한 종양 조직으로의 전달을 위해 항암 전구약물 모이어티 DEVD-S-DCX를 담즙산 모이어티 DCK (Nα-데옥시콜릭-L-라이신-메틸에스테르)와 정전기적으로 복합체화 시켰다. 일단 종양 조직에 전달되면, 초기 화학요법제 (예 : 올리파립)에 의해 초기 유도된 자멸 세포에 의해 발현되는 카스파제-3와 같은 상향 조절된 카스파제의 단백 분해 활성을 통해 도세탁셀이 방출된다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 기재된 복합체 중 임의의 것은 염료를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 염료는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 또는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티의 임의의 적합한 부분에 접합될 수 있다.
항암 복합체
상술한 것처럼, 본 발명에서 제시하는 항암 복합체는, (a) (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 및 (ii) 상기 펩타이드에 직접 또는 링커를 통해 공유적으로 연결되는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티, 및 (ii) 상기 결합체에 비공유적으로 결합된 담즙산 모이어티를 포함하는 항암 복합체이다.
일부 구현예에서, 복수의 담즙산 모이어티는 단일 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합된다. 일부 구현예에서, 하나의 담즙산 모이어티는 단일 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합된다. 일부 구현예에서, 2 개 또는 그 이상의 담즙산 모이어티는 단일 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합된다. 일부 구현예에서, 3 개 또는 그 이상의 담즙산 모이어티는 단일 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합된다. 일부 구현예에서, 1 개, 2 개, 또는 3 개 또는 이상의 담즙산 모이어티는 단일 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합된다.
일부 구현예에서, 상기 복합체는 (a) (i) 파라-아미노벤질옥시카보닐(para-aminobenzyloxycarbonyl) 링커를 통해 연결된 아미노산 서열 Asp-Glu-Val-Asp를 포함하는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드, (ii) 항암 화학요법제; 및 (b) Nα-데옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르(Nα-deoxycholyl-L-lysine-methylester)를 포함하는 담즙산 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 항암 화학요법제는 독소루비신(doxorubicin)이다. 일부 구현예에서, 항암 화학요법제는 도세탁셀(docetaxel)이다.
항암 전구약물 모이어티(Anticancer Prodrug Moieties)
본 명세서에 기술된 항암 전구약물 모이어티는, 하기 상술된 것처럼, (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 및 (ii) 이에 직접 또는 링커를 통해 공유적으로 연결되는 항암 화학요법제를 포함한다. 적합한 항암 전구약물 모이어티는 또한 상기 화합물의 공개 및 이들의 제조 방법을 포함하여 본 명세서에 참고 문헌으로 인용된 미국 특허 제9,408,910호 및 제9,408,911호에 개시된 것들을 포함한다.
카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드(Caspase-Cleavable Peptide)
상기 언급된 바와 같이, 본 명세서에서 제시된 항암 전구약물 모이어티는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드를 포함하고, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 세포자멸시에 발생하는 카스파제에 의해 특이적으로 효소적 가수분해되는 특성을 갖는다.
본 명세서에 사용된 용어 '카스파제(caspase)'는 세포자멸사를 겪는 세포에 의해 활성화되는 (예를 들면, 발현되는) 시스테인-아스파르틱 프로테아제(cysteine-aspartic proteases), 시스테인 의존성 아스파르테이트-특이적 프로테아제(cysteine-dependent aspartate-directed proteases)를 의미한다. 특정 구현예에서, 상기 카스파제는 카스파제-3, 카스파제-7 또는 카스파제-9 이다.
본 명세서에 사용된 용어 '아미노산'은 천연 발생 아미노산 (천연 아미노산)과 천연 발생 아미노산을 화학적으로 처리한 비천연 발생 아미노산 (합성 아미노산)을 포함하는 임의의 아미노산을 의미한다. 글라이신을 제외한 천연 아미노산은 키랄 탄소 원자를 포함한다. 또한, 아미노산은 L 또는 D 이성질체의 형태일 수 있다. 상기 아미노산의 구체적 예는, β-알라닌(β-alanine, BALA), γ-아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA), 5-아미노발레르산(5-aminovaleric acid), 글라이신(glycine, Gly 또는 G), 페닐글라이신(phenylglycine), 아르기닌(arginine, Arg 또는 R), 호모아르기닌(homoarginine, Har 또는 hR), 알라닌(alanine, Ala 또는 A), 발린(valine, Val 또는 V), 노르발린(norvaline), 류신(leucine, Leu 또는 L), 노르류신(norleucine, Nle), 이소류신(isoleucine, Ile 또는 I), 세린(serine, Ser 또는 S), 이소세린(isoserin), 호모세린(homoserine, Hse), 트레오닌(threonine, Thr 또는 T), 알로트레오닌(allothreonine), 메티오닌(methionine, Met 또는 M), 에티오닌(ethionine), 글루탐산(glutamic acid, Glu 또는 E), 아스파르트산(aspartic acid, Asp 또는 D), 아스파라긴(asparagine, Asn 또는 N), 시스테인(cysteine, Cys 또는 C), 시스틴(cystine), 페닐알라닌(phenylalanine), 티로신(tyrosine, Tyr 또는 Y), 트립토판(tryptophan, Trp 또는 W), 라이신(lysine, Lys 또는 K), 하이드록시라이신(hydroxylysine, Hyl), 히스티딘(histidine, His 또는 H), 오르니틴(ornithine, Orn), 글루타민(glutamine, Gln 또는 Q), 시트룰린(citrulline), 프롤린(proline, Pro 또는 P), 및 4-하이드록시프롤린(4-hydroxyproline, Hyp 또는 O)를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 '펩타이드'는 펩타이드 및 이의 유사체를 의미하고, 이때 상기 펩타이드 유사체는 천연 발생 아미노산, 비천연 발생 아미노산, 글리코실화와 같은 변형, 변형된(modified) R 관능기, 및/또는 변형된(modified) 펩타이드 주쇄를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 펩타이드는 키랄 아미노산의 L-이성질체만을 포함한다. 다른 구현예에서, 상기 펩타이드는 키랄 아미노산의 D-이성질체만을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 상기 펩타이드는 키랄 아미노산의 하나 또는 그 이상의 L-이성질체 및 D-이성질체 모두를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 '펩타이드'는 펩타이드 또는 천연 발생 아미노산과 유사한 기능을 모방하는 아미노산을 포함하는 펩타이드 유사체를 포함한다. 구체적 구현예에서, 상기 펩타이드 유사체는 우레탄, 우레아, 에스테르 또는 티오에스테르 결합과 같은 아마이드 결합과 다른 적어도 하나의 결합을 펩타이드 서열 내 포함한다. 본 명세서에서 언급하는 펩타이드 또는 펩타이드 유사체는 선형, 고리형 또는 가지형일 수 있으며, 전형적으로 선형이다.
본 명세서에 사용된 용어 '카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드'는 카스파제에 의해 절단 가능한 두 개 또는 그 이상의 아미노산 잔기를 갖는 펩타이드 서열을 의미한다. 일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 Asp-Xaa-Xaa-Asp (서열목록 번호: 1)의 서열을 포함하는 펩타이드는 카스파제-3 또는 카스파제-7에 의해 절단 가능하고, 이때 상기 Xaa는 L- 또는 D-이성질체의 아미노산을 의미한다. 일부 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 Leu-Xaa-Xaa-Asp (서열목록 번호: 2) 또는 Val-Xaa-Xaa-Asp (서열목록 번호: 3)의 아미노산 서열을 포함하는 펩타이드는 카스파제-9에 의해 절단 가능하고, 이때 상기 Xaa는 L- 또는 D-이성질체의 아미노산을 의미한다.
구체적 구현예에서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 링커는 하기 군으로 이루어진 것 중에서 하나를 포함할 수 있다:
Asp-Glu-Val-Asp (서열목록 번호:4)
Asp-Leu-Val-Asp (서열목록 번호:5)
Asp-Glu-Ile-Asp (서열목록 번호:6), 또는
Leu-Glu-His-Asp (서열목록 번호:7).
구체적 구현예에서, 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 링커는 서열 Asp-Glu-Val-Asp (서열목록: 4), 즉 DEVD로 표시되는 것을 포함한다.
구체적 구현예에서, 펩타이드는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 링커는 서열 Lys-Gly-Asp-Glu-Val-Asp (서열목록: 8), 즉 KGDEVD 로 표시되는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 아미노산 서열 Asp-Glu-Val-Asp을 포함할 수 있고, 여기서 항암 화학요법제는 그의 C-말단에 결합된다. 가수 분해를 통한 카스파제에 의한 절단에 의해, 항암 화학요법제는 펩타이드로부터 분리되어 활성 형태로 방출되어 항암 효과를 나타낸다.
특정 구현예에서, 항암 전구약물 모이어티는 접합체 형태에서, 예를 들어 카스파제에 의해 분해 가능한 펩타이드의 카스파제에 의한 분해에 의해 접합체로부터 절단될 때까지 불활성이다. 여기서, "비활성"은 활성 형태보다 적어도 100 배 적은 세포 독성을 갖는 활성을 지칭한다. 그러한 구현예에 따라, 항암 전구약물 모이어티는 세포자멸사를 겪는 세포, 예를 들어 인위적인 자극원(예 : 방사선 요법)에 의해 세포자멸사가 유도된 종양 세포와 같이 세포자멸사를 겪고있는 세포의 존재 하에서, 단지 카스파제의 존재 하에서만 활성화되기 때문에 건강한 세포에 최소한의 손상을 준다. 따라서, 특정 구현예에서, 본 명세서에 기술된 복합체는 화학요법제가 표적 부위에서 접합체로부터 방출될 때까지 활성이 없기 때문에 최소한의 부작용을 나타낸다.
항암 화학요법제 (Anticancer Chemotherapeutic Agent)
상기 언급된 바와 같이, 여기서 설명하는 경구 항암 전구약물 모이어티는 항암 화학요법제를 포함한다.
이때 사용된 용어 "항암 화학요법제"는 암 치료를 위해 사용되는 저분자 화합물과 같은 암 치료에 유용한 기능기(모이어티)를 의미한다. 구체적 구현예에서, 항암 화학요법제는 표적 세포, 예를 들어 종양 세포 및 종양 조직에서 세포 자멸사를 유도한다. 본 명세서에서 언급한 항암제 전구약물 내 항암 화학요법제로서는 이 분야의 공지된 것이면 어느 것이든 사용 가능하다.
일부 구현예에서, 상기 항암 화학요법제는 안트라사이클린 (anthracyclines), 항생제(antibiotics), 알킬화제(alkylating agents), 백금-기반 제제(platinum-based agents), 항대사물질(antimetabolites), 토포이소머라제 억제제(topoisomerase inhibitors), 및 유사분열 억제제 (mitotic inhibitors)로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 상기 항암 화학요법제는 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 에피루비신(epirubicin), 이다루비신(idarubicin), 발루비신(valrubicin) 또는 이들의 유도체와 같은 안트라사이클린(anthracycline); 액티노마이신-D(actinomycin-D), 블레오마이신(bleomycin), 미토마이신-C(mitomycin-C), 칼리케마이신(calicheamicin), 또는 이들의 유도체와 같은 항생제(antibiotic); 사이클로포스프아마이드(cyclophosphamide), 메콜레타민(mecholrethamine), 우라무스틴(uramustine), 멜파란(melphalan), 클로람부실(chlorambucil), 이포스프아마이드(ifosfamide), 벤다무스틴(bendamustine), 카르무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 스트렙토조신(streptozocin), 부설판(busulfan), 다카르바진(dacarbazine), 테모졸로마이드(temozolomide), 티오테파(thiotepa), 알트레타민(altretamine), 듀오카르마이신(duocarmycin), 또는 이들의 유도체와 같은 알킬화제(alkylating agent); 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 네다플라틴(nedaplatin), 옥사리플라틴(oxaliplatin), 사트라플라틴(satraplatin), 트리플라틴 테트라나이트레이트(triplatin tetranitrate) 또는 이들의 유도체와 같은 백금-기반 제제(platinum-based agent); 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-머캅토퓨린(6-mercaptopurine), 카페시타빈(capecitabine), 클라드리빈(cladribine), 클로파라빈(clofarabine), 시스타르빈(cystarbine), 플록스우리딘(floxuridine), 플루다라빈(fludarabine), 겜시타빈(gemcitabine), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 메토트레세이트(methotrexate), 페메트렉시드(pemetrexed), 펜토스타틴(pentostatin), 티오구아닌(thioguanine) 또는 이들의 유도체와 같은 항대사물질(antimetabolite); 캄토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan), 이리노테칸(irinotecan), 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 미토산트론(mitoxantrone) 또는 이들의 유도체와 같은 토포이소머라제 억제제; 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 이자베필론(izabepilone), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 에스트라무스틴(estramustine), 메이탄신(maytansine), 머르탄신1(DM1, mertansine), DM4, 돌라스타틴(dolastatin), 아우리스타틴(auristatin) E, 아우리스타틴(auristatin) F, 모노메틸 아우리스타틴 (monomethyl auristatin) E, 모노메틸 아우리스타틴 (monomethyl auristatin) F 또는 이들의 유도체와 같은 유사분열 억제제(mitotic inhibitor)를 포함한다. 일부 구현예에서, 화학요법제는 PARP 억제제이며, 이에 제한되지는 않지만, 올라파립(olaparib), 루카파립(rucaparib), 니라파립(niraparib), 탈라조파립(talazoparib), 벨리파립(veliparib) 및 이니파립(iniparib)이 포함된다. 일부 구현예에서, 화학요법제는 트라스트주맙(trastzumab), 아도-트라스트주맙 엠탄신(ado-trastuzumab emtansine), 타목시펜(tamoxifen), 라파티닙(lapatinib), 팔보시클립(palbociclib), 리보시클립(ribociclib), 네라티닙 말레이트(neratinib maleate) 또는 아베마시클립(abemaciclib)이다. 구체적 구현예에서, 항암 화학요법제는 독소루비신(doxorubicin) 또는 다우노루비신(daunorubicin)이다. 구체적 구현예에서, 항암 화학요법제는 독소루비신(doxorubicin)이다. 구체적 구현예에서, 항암 화학요법제는 도세탁셀(docetaxel)이다.
결합과 링커의 접합체 (Linkages and linkers conjugates)
일부 구현예에서, 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 링커는 펩타이드의 C- 말단 또는 N- 말단의 잔기 또는 펩타이드의 측쇄 및 화학요법제 모이어티 사이의 공유 결합에 의해 항암 화학요법제에 직접 접합된다.
일부 구현예에서, 카스파제에 절단 가능한 펩타이드 링커는 링커를 통해 항암 화학요법제에 접합된다. 약학 화합물에 사용하기에 적합한 임의의 링커가 사용될 수 있다. 적합한 링커는 파라-아미노벤질옥시카보닐 (para-aminobenzyloxycarbonyl, PABC), 아미노에틸-N-메틸카보닐(aminoethyl-N-methylcarbonyl), 아미노바이페닐메틸옥시카보닐(aminobiphenylmethyloxycarbonyl), 수지상 링커 및 세팔로스포린(cephalosporin)-기반 링커를 포함한다. 다른 적합한 링커는 에틸렌 디아미노산(ethylenediamino acid) 링커 및 디펩타이드-기반 링커 (예 : H-Ser-Pro-OH 에스테르 결합)를 포함한다. PABC를 포함하는 적합한 링커가 실시예에 예시되어 있다.
담즙산 모이어티
상기한 바와 같이, 복합체는 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합된 담즙산 모이어티를 포함한다. 담즙산 모이어티는 담즙산 또는 담즙산 유도체일 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, 담즙산 모이어티는 경구 투여된 복합체의 생체 이용률을 향상시키는 경구 흡수 증진제로서 기능할 수 있다. 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 항암 전구약물 모이어티의 장 흡수를 촉진한다. 적합한 담즙산 모이어티는 미국 특허 제7,906,137호에 기술된 담즙산 및 담즙산 유도체를 포함하며, 이는 상기 화합물의 개시 내용을 포함하여 그 전체가 본 명세서에 참고로 인용된다.
일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 다음 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다: 콜산(cholic acid), 디옥시콜산(deoxycholic acid), 케노디옥시콜산(chenodeoxycholic acid), 리토콜산(lithocholic acid), 우르소콜산(ursocholic acid), 우르소디옥시콜산(ursodeoxycholic acid), 이소우르소디옥시콜산(isoursodeoxycholic acid), 라고디옥시콜산(lagodeoxycholic acid), 글리코콜산(glycocholic acid), 타우로콜산(taurocholic acid), 글리코디옥시콜산(glycodeoxycholic acid), 글리코케노디옥시콜산(glycochenodeoxycholic acid), 디하이드로콜산(dehydrocholic acid), 히오콜산(hyocholic acid) 및 히오디옥시콜산(hyodeoxycholic acid). 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 디옥시콜산의 양전하를 띤 유도체와 같은 디옥시 콜산의 유도체이다. 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 Nα-디옥시콜릴-L-라이신- 메틸에스테르(Nα-deoxycholyl-L-lysine-methylester)이다.
적합한 담즙산 유도체는, 예컨데 디옥시콜릭 아민과 같은, 양으로 하전된 담즙산 유도체를 포함한다. 적합한 담즙산 유도체는, 예를 들면, 작은 모이어티, 예를 들어 1 차 아민 모이어티, 예컨대 에틸렌 아민 모이어티 또는 아미노산과 같은 양전하를 부여하는 모이어티를 담즙산과 결합시킴으로써 제조할 수 있다. 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 아미노산에 접합된 담즙산을 포함한다.
일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 음이온성 (예, 카르복실 기) 또는 양이온성 기 (예, 1 차 아민 기)를 포함하여, 전구약물 모이어티와 이온 결합을 형성할 수 있다. 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티, 예컨대 Nα-디옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르는 1 차 아민 기를 포함한다.
일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 이온 결합, 소수 결합 또는 배위 결합에 의해 항암 전구약물 모이어티에 비공유 결합되며, 여기서 이온 결합이 바람직할 수 있다. 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 또는 항암 화학요법제의 양이온 또는 음이온 영역에서 이온 결합에 의해 복합체화 된다. 일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드의 카르복실 기에, 또는 항암 화학요법제의 카르복실 기에 이온 결합에 의해 복합체화 된다.
일부 구현예에서, 담즙산 모이어티와 항암 전구약물 모이어티의 복합체화는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 또는 항암 화학요법제의 카르복실 기의 이온 결합을 통해 소수성을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 복합체화는 소장의 담즙산 운반체와의 상호 작용을 통해 위장관 흡수를 증가시키며, 따라서 경구 투여시 약물의 생체 이용률을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 위장 흡수는 소장에서 담즙산 전달체(transporter)에 의한 흡수를 포함한다. 일부 구현예에서, 위장 흡수는 전구약물 모이어티를 담즙산 모이어티와 복합체화시킴으로써 부여되는 증가된 소수성에 기인한 위장관 막을 통한 확산(diffusion)을 포함한다.
복합체 제조
본 명세서에 기재된 복합체는 본 명세서에 기재된 항암 전구약물 모이어티를 본 명세서에 기재된 담즙산 모이어티에 복합체화시킴으로써 제조된다.
본 명세서에 기재된 항암 전구약물 모이어티는 미국 특허 제9,408,910호 및 제9,408,911호에 개시된 것을 포함하는 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 항암 전구약물 모이어티는 다음과 같이 제조된다 : (i) 측쇄가 보호된 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드의 C-말단을 파라-아미노벤질알코올과 반응시켜 하이드록실 기를 제공하는 단계; (ii) 생성된 하이드록실 기와 니트로페닐 카르보네이트의 반응 후, 항암 화학요법제와의 반응으로 카르바메이트를 형성하는 단계.
일부 구현예에서, 담즙산 모이어티는 항암 전구약물 모이어티를 포함하는 용액 또는 현탁액, 예컨대 약 7의 pH에서, 예컨대 교반과 함께 첨가된다. 복합체는 침전물로 형성되며, 이는 원심 분리 및/또는 여과에 의해 분리될 수 있다.
약학 조성물
일부 구현예에서 본 명세서에 기재된 복합체 및 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 및/또는 희석제를 포함하는 약학 조성물이 본 명세서에서 제공된다. 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는 락토스(lactose), 덱스트로스(dextrose), 수크로스(sucrose), 솔비톨(sorbitol), 만니톨(mannitol), 자일리톨(xylitol), 에리스리톨(erythritol), 말티톨(maltitol), 전분(starch), 아카시아 고무(acacia rubber), 알긴산 염(alginate), 젤라틴(gelatin), 인산 칼슘(calcium phosphate), 규산 칼슘(calcium silicate), 셀룰로오스 (cellulose), 메틸셀룰로스(methyl cellulose), 마이크로크리스탈린 셀룰로스(microcrystalline cellulose), 폴리비닐 피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 물, 메틸하이드록시벤조에이트(methylhydroxybenzoate), 프로필하이드록시벤조에이트(propylhydroxybenzoate), 활석(talc), 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate), 미네랄, 등을 포함한다.
상기 약학 조성물은 임의의 비경구 또는 국소 투여 경로를 비롯한 임의의 투여 경로를 위해 제조될 수 있다. 일부 구현예에서, 약학 조성물은 주사 또는 주입을 위한 멸균 조성물로 제조되는 것과 같은 정맥 내 주사 또는 주입과 같은 주사 또는 주입에 적합하다. 다른 구현예에서, 약학 조성물은 비강 또는 구강 분무 또는 에어로졸의 형태인 흡입에 적합하다. 다른 구현예에서, 약학 조성물은 좌약 제제와 같은 직장 또는 질 투여에 적합하다. 다른 구현예에서, 약학 조성물은 용액, 에멀젼, 겔 또는 패치와 같은 국소 또는 경피 투여에 적합하다. 특정 구현예에서, 약학 조성물은 분말, 과립제, 정제, 캅셀제, 현탁액, 에멀젼 또는 시럽 형태로 제조되는 것과 같은 경구 투여용으로 제형화 된다. 이러한 조성물에 적합한 성분 및 부형제는 당업계에 공지되어 있다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 기술된 약학 조성물은 경구 투여용으로 제형 화된다. 일부 구현예에서, 약학 조성물은 분말, 과립, 정제, 캡슐, 현탁액, 에멀젼 또는 시럽의 형태로 제조된다. 일부 구현예에서, 약학 조성물은 흡입에 적합한 구강 분무 또는 에어로졸의 형태로 제조된다. 이러한 조성물에 적합한 임의의 희석제가 사용될 수 있다.
경구 투여를 위한 고체 제형의 예는 정제, 환제, 분말, 과립제, 캡슐 등을 포함한다. 고형 제형은 본 명세서에 기재된 복합체를 전분, 탄산 칼슘(calcium carbonate) 및 락토스 젤라틴과 같은 하나 이상의 희석제와 혼합함으로써 제조될 수 있다. 또한, 마그네슘 스테아레이트 또는 활석과 같은 윤활제가 타정 또는 다른 공정을 돕기 위해 첨가될 수 있다.
경구 투여용 액체 제제로서는, 예를 들면, 액제, 현탁제, 에멀전, 시럽제 등의 수성(물-기반)의 액체를 들 수 있다. 일부 구현예에서, 액체는 습윤제, 감미제, 향료, 방부제 등과 같은 하나 이상의 첨가제, 및 선택적으로 유동 파라핀을 포함할 수 있다.
구체적 구현예에서, 복합체는 임의로 또는 다른 약학상 허용되는 부형제, 보존제 등을 사용하거나 사용하지 않고 복합체가 우수한 용해도를 나타내는 물 또는 다른 약학상 허용되는 수용성 담체에 용해된다.
복합체를 이용한 치료법(Therapeutic Methods Using Complexes)
전술한 바와 같이, 본 명세서에 기술된 복합체는, 악성 종양 세포를 포함하는, 종양 세포의 세포자멸사와 같은 세포자멸사를 증폭하여 암 치료 방법을 포함하는, 방사선-유도된 세포자멸사-표적 화학요법(radiation-induced apoptosis-targeted chemotherapy, RIATC)을 포함하는, 방사선요법-보조된 경구 가능한 메트로놈 세포자멸사-표적 화학요법(radiotherapy-assisted orally available metronomic apoptosis-targeted chemotherapy)을 포함하는 방법에서 세포자멸사를 유도하는 방법에 유용하다. 일부 구현예에서, 복합체는 암의 치료를 필요로 하는 대상에게 투여된다.
일부 구현예에서, 대상은 복합체의 투여 전에 또는 동시에 투여와 함께 표적 세포에서 세포자멸사를 유도하여 카스파제의 발현을 유도하는 치료를 받는다. 이러한 일부 구현예에 따라, 세포자멸사는 방사선 치료, 고열, 레이저 요법, 광역학 요법, 화학 요법 및 냉동 요법, 또는 표적 요법, 예를 들어, 종양 세포를 표적으로 하는 소분자 타이로신 키나아제 억제제 (TKI) 또는 모노클로날 항체 표적 항암 요법 중에서 선택된 하나 이상의 치료와 같은 임의의 치료적으로 수용 가능한 수단에 의해 유도될 수 있다. 일부 구현예에서, 치료는 방사선 요법이다. 일부 구현예에서, 치료는 화학요법이고, 이 경우 세포자멸사를 유도하는 화학요법제는 상기 개시된 것들을 포함하는 임의의 화학요법제일 수 있고, 항암 전구약물 모이어티의 항암 화학요법제와 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 구현예에서, 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는 올라파립(olaparib), 루카 파립(rucaparib), 니라파립(niraparib), 탈라조파립(talazoparib), 벨리파립 (veliparib) 및 이니파립(iniparib)과 같은 PARP 억제제이다. 일부 구현예에서, 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는 트라스트주맙(trastzumab), 아도-트라스트주맙 엠탄신(ado-trastuzumab emtansine), 타목시펜(tamoxifen), 라파티닙(lapatinib), 팔보시클립(palbociclib), 리보시클립(ribociclib), 네라티닙 말리에이트(neratinib maleate), 또는 아베마시클립(abemaciclib)이다. 특정 구현예에서, 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는 올라파립(olaparib)이다. 종양 또는 암이 전이된 경우 및/또는 확인 불가능한 경우를 포함하는 특정 구현예에서, 세포자멸사 유도 치료는 종양 세포를 표적하는 TKI, 항체, 압타머 또는 표적화된 나노 입자와 같은 표적 요법(targeted therapy)를 포함할 수 있다.
방사선-유도된 세포자멸사-표적 화학 요법 (RIATC)으로 지칭될 수 있는 특정 구현예에서, 세포자멸사는 방사선 요법에 의해 유도된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "방사선 요법"은 외부 광선 방사선 요법, 밀폐 소스 요법 및 전신 방사성 요법을 포함하는 모든 방사선 요법을 의미한다. 일부 구현예에서, 방사선은 종양 부위와 같은 표적 부위에 국부적으로 집중된다. 일부 구현예에서, 방사선 요법은 복합체 투여 전에 제공된다. 방사선 요법을 사용하는 임의의 구현예에서, 방사선 요법은 감마-나이프 (gamma-knife) 방사선, 사이버-나이프(cyber-knife) 방사선, 및/또는 고강도 집속된 초음파(high intensity focused ultrasound) 방사선을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 방사선 요법은 저용량 방사선으로 치료하는 것을 포함한다. 특정 구현예에서, 성인 인간 대상은 약 70 Gy 이하 용량의 방사선으로 치료된다. 특정 구현예에서, 성인 인간 대상은 1 내지 35 Gy 용량의 방사선으로 치료된다. 다른 구현예에서, 성인 인간 대상은 약 35 Gy 이하의 단일 용량의 방사선으로 치료된다. 다른 구현예에서, 성인 인간 대상은 약 10 Gy 이하의 주간 용량의 방사선으로 치료된다. 다른 구현예에서, 성인 인간 대상은 약 35 Gy 이하의 주간 용량의 방사선으로 치료된다. 다른 구현예에서, 성인 인간 대상은 1 내지 35 Gy 용량의 방사선 투여로 매주 치료된다. 일부 구현예에서, 성인 인간 대상은 2 내지 10 Gy 용량의 방사선 투여로 매주 치료된다. 일부 구현예에서, 성인 인간 대상은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 Gy 용량의 방사선 투여로 매주 치료된다.
상기 상술한 바와 같이, 화학요법-유도된 세포자멸사-표적 화학 요법으로 지칭될 수 있는 일부 구현예에서, 세포자멸사는 화학요법제에 의해 초기 유도된다. 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는 본 명세서에 개시된 임의의 화학요법제일 수 있으며, 항암 전구약물 모이어티의 항암 화학요법제와 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 구현예에서, 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는, 예컨대, BRCA 돌연변이 암 (예를 들어, BRCA1 및 BRCA2)과 같은 표적화 암 및/또는 종양의 유형에 특이적이다. 일부 구현예에서, 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는 전술한 바와 같이 PARP 억제제이다.
일부 구현예에서, 세포자멸사를 유도하기 위한 화학요법제는 상기 화학요법제가 투여되는 유일한 요법제인 경우 사용되는 용량보다 더 낮은 용량과 같은 저용량 치료법을 포함한다. 일부 구현예에서, 대상에게 투여되는 용량은 약 1 mg/kg 내지 약 200 mg/kg, 또는 약 1 mg/kg 내지 100 mg/kg, 또는 약 25 mg/kg 내지 약 75 mg/kg을 포함하여, 약 10 mg/kg 내지 약 50 mg/kg 또는 그 이상일 수 있다. 일부 구현예에서, 화학요법제는 하루에 1 회, 2 회, 3 회, 4 회 또는 5 회 투여된다. 일부 구현예에서, 화학요법제는 일주일에 1 회, 2 회, 3 회, 4 회, 5 회, 6 회 또는 7 회 투여된다. 일부 구현예에서, 화학요법제는 매 2주 마다 1 회, 2 회, 3 회, 4 회, 5 회, 6 회 또는 7 회 투여된다.
특정 구현예에서, 본 명세서에 기술된 방법은 하기 방법에 의해 세포자멸사를 유도하고, 선택적으로 증폭시킨다: 상술한 것처럼, 저용량의 방사선 또는 화학요법제의 투여에 의해 카스파제가 발현되며 세포 내 표적 부위에서 세포자멸사가 유도된다. 항암 전구약물 모이어티와 담즙산 모이어티를 포함하는 복합체를 경구 투여하고, 항암 전구약물 모이어티를 장으로부터 흡수하여 표적 부위로 전달한다. 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 링커는 표적 부위에서 자멸 세포에 의해 발현된 카스파제에 의해 절단되어 표적 부위에서 항암 화학요법제를 방출한다. 항암 화학요법제는 추가 세포의 세포자멸사를 유도하여 카스파제의 추가 발현을 유도하여 추가적인 항암 전구약물 모이어티의 카스파제 유도성 절단을 추가 초래하여 추가 세포의 세포자멸사를 유도하여 증폭된 세포자멸사를 일으킨다. 이 증폭은 표적 종양 세포와 같은 표적 세포를 죽이는 데 높은 효율 및 특이성을 갖는 방법을 산출한다. 더욱이, 이러한 증폭 효과는 방사선 또는 화학요법제의 용량 및/또는 용량의 전구약물 접합체 투여 사이에 보다 긴 시간 간격을 허용할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 이러한 증폭 효과는 특정 수의 암 세포 치료에 필요한 항암 화학요법제 및/또는 방사선의 양을 감소시킬 수 있다.
투여되는 복합체의 용량은 투여되는 대상 및 조건에 따라 달라질 것이며, 당업자가 결정할 수 있다. 일부 구현예에서, 대상에게 투여되는 용량은 약 1 mg/kg 내지 약 100 mg/kg 사이, 약 5 mg/kg 내지 약 75 mg/kg를 포함하고, 예컨대 약 10 mg/kg 내지 약 50 mg/kg, 또는 이상일 수 있다. 일부 구현예에서, 대상에게 투여되는 용량은 약 1 mg/kg 내지 약 100 mg/kg 사이, 약 1 mg/kg 내지 약 50 mg/kg을 포함하고, 예컨대 약 1 mg/kg 내지 약 20 mg/kg, 또는 이상일 수 있다. 구체적 구현예에서, 복합체는 화학요법제 단독에 비해 독성이 낮기 때문에, 투여된 용량이 화학요법제 단독으로는 비-독성인 것보다 높을 수 있다. 일부 구현예에서, 항암 화학요법제의 몰당량을 기준으로 1 내지 10 mg/kg의 용량으로 복합체를 매일 투여한다.
일부 구현예에서, 대상은 접합체가 투여된 후 추가의 세포자멸사 유도 치료로 치료된다. 이러한 구현예에서, 후속 세포자멸사 유도 치료는 이전의 세포자멸사 유도 치료와 동일하거나 일치할 수 있다. 대안으로, 후속 세포자멸사 유도 치료는 이전의 세포자멸사 유도 치료와 다를 수 있다. 가능한 차이점은 치료 유형은, 이에 제한되지 않지만, 치료의 유형 (예 : 방사선 치료, 고열, 레이저 요법, 광역학 요법, 화학 요법, 냉동 요법 또는 표적 치료), 사용된 표적 치료용 항암 화학요법제 또는 분자; 사용된 방사선 요법, 및/또는 치료의 용량 또는 지속 기간, 및 세포자멸사 유발 치료의 임의의 다른 변형을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 방법은 1 내지 35 Gy 용량의 방사선 요법으로 매주 투여, 및 예를 들어, 항암 화학요법제의 몰당량을 기준으로 1 내지 100 mg/kg 용량의 복합체의 매일 투여를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 2 내지 10 Gy 용량의 방사선 요법으로 매주 투여하고, 항암 화학요법제의 몰당량 기준으로 1 내지 10 mg/kg 용량의 복합체를 매일 투여하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 방법은 화학 요법 전구약물의 위장 흡수를 초래한다.
상기한 바와 같이, 항암 전구약물 모이어티는 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 링커로부터의 절단 전에는 불활성이다. 따라서, 항암 전구약물 모이어티는 건강한 세포에 독성 (또는 세포자멸성)이 없다. 구체적 구현예에서, 본 명세서에 기술된 방법은 동일한 항암 화학요법제의 비-접합체 형태로의 투여와 비교하여 정상 세포에 대한 손상을 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 그 이상 감소시킨다.
또한, 항암 전구약물 모이어티의 세포 자멸 효과는 카스파제를 발현하는 세포, 예를 들어 세포 사멸을 겪는 세포에 대해 선택적이다. 따라서, 표적 세포 영역 (예를 들어, 표적 조직)에서 세포자멸사가 유도되면, 본 명세서에 기술된 방법은 선택적으로 그리고 효과적으로 다른 표적 세포의 세포자멸사를 유도하여, 예를 들어 암을 치료한다. 일부 구현예에서, 항암 화학요법제의 전달은 암 조직의 유전자형에 관계없이 효과적이다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
<실시예 1> DEVD-S-DOX/DCK의 제조
아래에 약술된 바와 같이 DEVD-S-DOX/DCK 복합체를 제조하였으며, Ac-KGDEVD 펩타이드의 C-말단에 공유 결합된 항암 화학요법제로서 독소루비신을 함유하였다(DEVD-S-DOX). 담즙산 모이어티인 Nα-데옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르(DCK)와의 이온 결합을 통한 복합체화는 DEVD-S-DOX/DCK 복합체를 형성하였다. 이 복합체는 암 조직에 장 흡수를 통해 항암 전구약물 모이어티(DEVD-S-DOX)를 전달하기 위해 경구 투여될 수 있다. 방사선 치료 또는 임의의 적합한 외부 자극은 암 조직에서 세포 자멸사를 유도하여 카스파제 발현을 유도할 수 있다. Asp-Glu-Val-Asp 펩타이드 서열의 가수 분해는 항암 효과를 발휘하는 독소루비신이 방출된다. 도 2는 DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 제조를 위해 후술되는 합성 반응식을 도시하고, 도 3은 DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 구조를 도시한다.
Ac-K(OAlloc)GD(OAll)E(OAll)VD(OAll)-OH (344 mg, 0.38 mmol)와 4-아미노벤질 알코올(aminobenzyl alcohol)(2 eq), 및 EEDQ (2 eq)를 무수 DMF (11 mL)에 녹인 후 아르곤 기체 하에 상온에서 24시간 교반하였다. 용액을 진공농축 후 에테르로 결정시켜 Ac-K(OAlloc)GD(OAll)E(OAll)VD(OAll)-PABOH를 수득하였다.
Ac-K(OAlloc)GD(OAll)E(OAll)VD(OAll)-PABOH (322 mg, 0.318 mmol)와 4-니트로페닐 클로포르메이트(nitrophenyl chloroformate) (1.2 몰당량(eq))를 무수 CH2Cl2(10mL)에 녹인 후, 2,6-류티딘(lutidine) (3 eq)을 가하여 상온에서 교반하였다. 2시간 후, 무수 DMF (2 mL)를 반응물질에 가하고, 2,6-류티딘 (2 eq)을 가하였다. 24시간, 27시간 그리고 46시간 후 2,6-류티딘 (4.75 eq), 4-니트로페닐 클로포르메이트 (1 eq)을 각각 가하여 상온에서 교반하고 84시간이 지난 후 소듐 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 수용액을 가하여 반응을 종결시켰다. 반응물질은 에틸아세테이트로 세 번 추출하고, 유기층은 0.5 M 구연산 수용액과 소듐 바이카보네이트 수용액 그리고 소금물로 닦아주었다. 얻어진 유기층은 무수 소듐 설페이트(sodium sulfate) 층을 통과시켜 남은 수분을 제거하고 용매는 감압 하에 제거한 후 에테르를 넣어 결정화 시켜 얻은 후 분취(preparative) HPLC로 정제하였다 (77 mg, 20.5%). ESI-MS: m/z 1200.54 [M + Na]+.
얻어진 Ac-K(OAlloc)GD(OAll)E(OAll)VD(OAll)-PABC (77 mg, 0.065 mmol)과 독소루비신(Doxorubicin) HCl염 (1.2 eq)을 무수 DMF (8 mL)에 녹인 후, DIEA (5.4 eq)을 가하고 어두운 환경에서 16시간 상온에서 교반하였다. 감압 하에 용매를 제거한 후 분취 HPLC로 Ac-K(OAlloc)GD(OAll)E(OAll)VD(OAll)-PABC-Doxorubicin (붉은 비결정형 고체, 76 mg, 74%)을 분리해 얻었다. ESI-MS: m/z 1605.06 [M + Na]+.
Ac-K(OAlloc)GD(OAll)E(OAll)VD(OAll)-PABC-Doxorubicin (50 mg, 0.032 mmol)과 Pd(PPh3)4 (0.2 eq)을 무수 DMF (7.6 mL)에 녹인 후 아세트산 (20 eq)과 트리부틸틴 하이드리드(tributyltin hydride) (17.3 eq)를 반응물에 가하고. 상온에서 1시간 교반하여 펩타이드 잔기를 탈보호화하였다. 반응용액의 용매를 감압 하에 제거하고 분취 HPLC로 정제하여 DEVD-S-DOX (Ac-KGDEVD-PABC-Doxorubicin, 붉은색 비결정형 고체, 6 mg, 13.6%)을 분리해 얻었다. ESI-MS: m/z 1378.4 [M + H]+.
얻어진 DEVD-S-DOX (6 mg, 0.004 mmol)와 DCK (12 mg, 0.022 mmol, 5 eq)를 증류수 (1 mL)에 녹인 후 0.1 N NaHCO3 수용액으로 용액의 pH를 7로 맞추었다. 생성된 고체를 여과한 후 증류수(5 mL)로 세 번 세척 후 감압건조하여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체를 얻었다 (붉은색 고체, 11.5 mg, 89%). 얻어진 복합체는 시차주사 열량측정법을 통해 DEVD-S-DOX의 267.64℃에서의 특징적인 흡열 피크가 사라진 것을 통해 결정성이 없어진 것을 확인하였다(도 3).
<실시예 2> DEVD-S-DOX의 세포독성 평가
DEVD-S-DOX를 인간 재조합 카스파제-3 처리 유무에 따라 인간 유방암 세포주 MDA-MB-231에서의 세포 독성을 MTT 시험법을 사용하여 비교하였다. 해당 암세포를 96-웰 마이크로플레이트에 5×104 cell/well의 밀도로 DMEM (10% FBS) 배지에 24시간 배양한 후, 독소루비신과 DEVD-S-DOX, 그리고 카스파제-3 (500 ng/mL)로 전처리한 DEVD-S-DOX를 0.01-100 μM의 농도 범위로 처리하고, 추가적으로 48시간 배양하였다. 그 후 10 μL의 MTT 시약을 각각의 웰에 가하고 2시간 37℃ 에서 배양하였다. 이후, 푸른색 침전이 보이면 100 μL의 detergent 시약을 가한 후 4시간 상온에서 배양하였다. 570 nm에서 각 웰의 흡광도를 측정하여 세포생존율을 계산하였다.
도 5는 결과를 나타낸 것으로, 약물 처리된 MDA-MB-231 암세포에서 DEVD-S-DOX가 약물의 최대 농도 인 100μM까지 세포 독성을 나타내지 않음을 보여주었다. 반면에, 카스파제-3로 전처리했을 때 DEVD-S-DOX는 독소루비신과 비슷한 수준의 세포 독성을 나타내어 (DEVD-S-DOX : IC50 = 1.78 μM, 독소루비신 : IC50 = 1.27 μM), DEVD-S-DOX는 카스파제-3에 의해 활성화됨을 확인시켜 주었다.
<실시예 3> DEVD-S-DOX의 방사선요법과의 병용효과 시험관상 평가
DEVD-S-DOX의 세포 독성 정도는 시험관 내 MTT 분석 및 MDA-MB-231 인간 유방암 세포주에서의 복합 방사선 요법을 사용하여 평가하였다. MDA-MB-231 세포주를 방사선으로 조사하고 카스파제-3의 발현을 평가하였다. 웨스턴 블롯 (도 6a) 및 세포 카스파제-3 활성 검정 (도 6b)은 시간이 경과함에 따라 카스파제-3의 발현이 증가함을 확인하였다. 웨스턴 블롯의 경우 12 시간의 조사 후 검출 가능한 양의 카스파제-3가 관찰되었고 24 시간 후에 현저하게 증가하였다. 일관되게, 세포 카스파제-3 활성 분석은 또한 조사 후 시간이 지남에 따라 카스파제-3 활성의 점진적인 증가를 나타내었다.
다음에 암세포를 96-웰 마이크로플레이트에서 DMEM (10% FBS) 배지에서 5×104 세포/웰의 밀도로 24 시간 동안 배양한 후 DEVD-S-DOX 또는 5 μM 독소루비신으로 처리하였다. 시험군 중 일부는 또한 카스파제 억제제인 Z-VAD-FMK로 치료받았다. 이어서, 세포에 4 Gy의 방사선을 조사하고, 24 시간 및 48 시간 후에 MTT 분석을 사용하여 대조군에 대해 세포 생존력을 평가하였다 (도 7). 방사선 조사 후 MDA-MB-231 세포로부터의 카스파제-3의 상향 조절은 방사선 요법과 결합된 경우에만 DEVD-S-DOX의 세포 독성 활성을 유의하게 유도하였다. 방사선 요법과 함께 DEVD-S-DOX로 치료한 결과 평균 세포 생존율이 52.86%로 억제되었지만 DEVD-D-DOX는 그 자체로 현저한 세포 독성을 나타내지 않았다. 방사선 요법만으로는 어느 정도의 세포 성장 억제 (평균 세포 생존율 : 74.91%)를 보였으 나, 조합 치료보다 유의적으로 약했다 (p <0.001). 세포가 카스파제 억제제 (Z-VAD-FMK)로 또한 처리되었을 때 조합 효과는 관찰되지 않았으며, 방사선 요법에 의해 상향 조절된 카스파제-3는 실제로 세포 사멸을 유도하는 DEVD-S-DOX를 실제로 활성화시킨다는 것을 나타낸다. 이것은 카스파제-3가 암세포에서 방사선 요법을 통해 발현되고, 이후 DEAM-S-DOX를 활성화시켜 시너지 효과를 나타내는 것을 확인시켜 주었다.
<실시예 4> DEVD-S-DOX의 방사선요법 유무에 따른 세포핵 침투 여부 평가
방사선요법 유무에 따른 DEVD-S-DOX의 세포 내 분포를 인간 유방암세포주 MDA-MB-231에서 형광현미경을 통해 확인하였다. 해당 암세포를 현미경으로 관찰 가능한 세포배양접시에서 배양한 후 DEVD-S-DOX 또는 독소루비신을 5 μM의 농도로 처리하였다. 일부 실험군에는 카스파제 억제제인 Z-VAD-FMK를 함께 처리하였다. 그 후 암세포들에 방사선을 4 Gy 조사하고 24시간 추가적으로 배양하였다. 암세포들을 포르말린으로 고정한 후 DAPI로 세포핵 염색을 하고 형광현미경으로 암세포들을 관찰하였다. 도 8에 이들 결과를 도시하였다. 관찰 결과, DEVD-S-DOX 단독처리 경우에는 약물이 세포질에 대체로 분포하고 있었으나, 방사선요법과 함께 처리한 경우에는 항암 화학요법제가 표적하는 세포 기관인 핵에 약물이 분포함을 확인하였다. 카스파제 억제제를 사용한 치료는 세포 내에서의 약물 분포의 움직임이 카스파제 억제제 치료로 확인되지 않았기 때문에 이러한 효과를 억제하였다. 이와 같이 방사선 요법에 의해 유도된 카스파제-3에 의해 DEVD-S-DOX가 가수 분해되어 세포 내에서 활성 약물 축적이 일어나 세포 독성이 있음이 확인되었다.
<실시예 5> DEVD-S-DOX/DCK의 약물동태학적 평가
독소루비신 함량 기준으로, DEVD-S-DOX와 DEVD-S-DOX/DCK를 1 mg/kg와 10 mg/kg의 양으로 Spraque Dawley 랫트에 각각 정맥투여와 경구투여한 후 채혈하여 혈중 약물 농도를 정량분석 하였다. 정량분석은 혈장 내 형광 강도를 측정하고 표준 곡선을 사용하여 농도를 결정함으로써 수행하였다 (도 9). 경구 투여 후 DEVD-S-DOX/DCK 복합체는 16.71%의 생체 이용률을 보였으나 비-복합체화된 DEVD-S-DOX는 생물학적 이용률이 무시할만한 수준이었으며 (표 1), 이는 DCK 복합체가 경구 흡수에 크게 기여했음을 시사한다. 또한, 정맥 투여 후 두 가지 화합물의 약물 동력학적 프로파일은 매우 유사하였다. 복합체 형태가 DEVD-S-DOX의 약물 동력학을 변화시킬 것으로 예상되는 증가된 소수성 및 이온 전하의 차단과 관련되기 때문에, DEVD-S-DOX/DCK는 이론적으로 구속되지 않고, 혈류에 들어간 후에 복합체로부터 해리된다는 것을 시사한다.
하기 표 1은 SD 랫트에 DEVD-S-DOX와 DEVD-S-DOX/DCK를 정맥 혹은 경구투여한 후 측정한 약물동태학적 파라미터 계산 결과이다.
DEVD-S-DOX DEVD-S-DOX/DCK
정맥내 경구 정맥내 경구
Dose (mg/kg) 1 10 1 10
Tmax (hr) NA 1 NA 4.67 ±0.67
Cmax (μg/ml) 3.37 ±0.31 0.072 ±0.033 3.59 ±0.35 0.46 ±0.03
AUClast (μg*hr/ml) 3.11 ±0.29 0.10 ±0.05 2.98 ±0.68 5.02 ±0.21
AUCinf (μg*hr/ml) 3.37 ±0.25 0.13 ±0.06 3.22 ±0.98 5.63 ±0.45
MRT (h) 2.01 ±0.28 1.18 ±0.03 1.70 ±0.58 11.27 ±1.55
BA (%) - 0.45 ±0.22 - 16.71 ±2.30
(Tmax, 최대농도시간; Cmax, 최대농도; AUC, 곡선하부면적; MRT, 평균체류시간; BA, 생체이용률. 자료는 평균± s.d.로 도시함.)
또한, DEVD-S-DOX/DCK를 경구 투여한 후, 위장관 부분을 추출하여 형광 현미경으로 관찰하였다 (도 10). 결과는 약물이 대장에서 간신히 흡수되었으나, 소장에서는 전체에서 고르게 흡수되었음을 보여주었다. 이론에 구속되지 않고, 담즙산 전달체에 의해 매개되는 담즙산의 활성 수송이 회장에 제한되기 때문에, DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 장 흡수 증가는 장 담즙산 운반자와의 상호 작용보다는 주로 전체 소수성 증가로 인한 것으로 생각된다.
<실시예 6> DEVD-S-DOX/DCK의 Caco-2 세포에서의 투과정도 평가(도 10)
Caco-2 세포를 완전히 충만할 때까지 커버글래스에서 배양한 다음, 1 시간 동안 5 μM 농도의 DEVD-S-DOX 및 DEVD-S-DOX/DCK로 처리하였다. 그런 다음 세포를 PBS로 3 회 세척하고, 4% PFA로 고정한 후, 세포 사이의 갭 접합부를 형광 라벨이 부착된 팔로이딘(phalloidin)으로 염색하였다. 세포를 다시 PBS로 3 회 세척한 후 핵을 DAPI로 염색하였다. 공초점 형광 현미경으로 관찰함에 의해, DEVD-S-DOX/DCK의 세포 투과성은 DEVD-S-DOX의 세포 투과성보다 훨씬 높은 것을 관찰하였다(도 11). Caco-2 세포의 단일층으로 처리하였을 때, DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 흡수가 유리된 DEVD-S-DOX에 비해 현저하게 높았고, 치밀 이음부(tight junction) 보다 세포질에서 주로 발견되었고, 이는 DCK의 복합체 형성은 장 상피를 통한 DEVD-S-DOX의 세포횡단 전달을 촉진시키는 것을 제안하였다. 이와 같이, 약물이 세포횡단경로(transcellular pathway)를 통해 침투하는 것이 확인되었다.
<실시예 7> DEVD-S-DOX/DCK의 담즙산 수송체 발현 정도에 따른 세포에서의 투과정도 평가
MDCK 세포와 담즙산 수송체가 과발현된 MDCK 세포(ASBT-MDCK)를 커버글라스 위에서 배양한 후 DEVD-S-DOX와 DEVD-S-DOX/DCK를 5 μM 농도로 한 시간 동안 처리하였다. 그 후 세포들을 PBS로 세 차례 세척하고 4% PFA로 고정하였다. 공초점 형광 현미경으로 관찰한 결과(도 12), 두 종의 세포에서 세포 투과성이 모두 매우 큰 것으로 나타났으며 담즙산 수송체의 발현 정도와 DEVD-S-DOX/DCK의 투과 정도는 유의미한 연관성이 없는 것으로 확인되었다. 이 결과는, DEVD-S-DOX/DCK의 향상된 장 상피세포 투과성은 담즙산 수송체와의 상호작용 보다는 소수성 증가에 기인한 것이라는 것을 제안한다.
<실시예 8> DEVD-S-DOX/DCK의 전임상 모델에서의 항암효능 평가
인간 유방암 MDA-MB-231 세포를 암컷 무균 BALB/c 누드 마우스에 이식하고, 암 종양 크기가 50-100 mm3에 도달하면 1.25 또는 5 mg/kg의 DEVD-S-DOX/DCK (독소루비신 함량에 기초)를 매일 경구 투여하였다 (도 13). 투여 첫날, 마우스의 종양에 4 Gy 방사선을 조사하였다. 대조군은 생리 식염수만을 투여한 군과 약물 치료 첫날에만 (오직) 조사한 군으로 구성되었다. 또한, 방사선이 없는 시험군에는 2.5 mg/kg DEVD-S-DOX/DCK (독소루비신 함량에 근거한 용량)가 매일 경구 투여하였다.
단일 용량 방사선 요법을 사용하거나 사용하지 않은 구강 투여 DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 항암 효과를 평가하였다 (도 13). 단일-용량 방사선 요법 (4 Gy)은 종양 성장 억제에 효과적이지 않았다. 그러나 DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 매일 경구 투여와 병용했을 때, 종양 성장은 용량 의존적으로 유의하게 억제되어, 각각 1.25, 2.5 및 5 mg/kg의 용량으로 각각 투여받은 대조군에 대비하여 평균 종양 체적이 53.2, 64.0 및 77.4 % 감소하였다. 대조적으로, 방사선 요법 없이, 2.5mg/kg 용량의 DEVD-S-DOX/DCK 복합체 투여는 거의 효과를 나타내지 않았다. 따라서, 조사된 종양에서 저용량 방사선 요법과 DEVD-S-DOX 전구 약물의 절단/활성화에 기인한 DEVD-S-DOX/DCK 복합체의 메트로놈 투여 사이에는 명백한 시너지 효과가 있었다. 또한, 방사선 요법으로 DEVD-S-DOX를 경구 투여하는 것은 효과적이지 않아, DEVD-S-DOX는 DCK 없이 구강으로 흡수되지 않음을 나타내었다.
표 2는 DEVD-S-DOX/DCK 투여 1 개월 후의 BALB/c 누드 마우스의 혈액학적 및 생화학적 파라미터를 나타낸다.
정상범주 대조군 DEVD-S-DOX 2.5 mg/kg DEVD-S-DOX/DCK 1.25 mg/kg DEVD-S-DOX/DCK 2.5 mg/kg DEVD-S-DOX/DCK 5 mg/kg
WBC (m/mm3) 4.0-15.0 6.3±1.6 12.8±5.4 9.5±2.4 14.7±8.8 8.4±1.3
RBC (M/mm3) 6.0-11.0 9.0±0.7 7.1±1.4 8.4±0.5 6.3±0.4 9.0±0.6
Hb (g/dl) 14.0-18.0 13.1±0.4 11.4±1.3 12.8±0.3 10.6±1.0 13.9±0.7
Hct (%) 35.0-45.0 45.1±2.8 35.1±7.2 42.6±4.1 31.2±2.6 47.2±3.9
MCV (fL) 35.0-50.0 50.2±2.8 49.2±7.2 50.7±4.1 49.9±2.6 52.3±3.9
MCH (pg) 13.0-22.0 15.2±0.1 16.4±1.8 15.4±0.6 16.9±1.8 15.4±0.3
MCHC (g/dL) 24.0-40.0 29.1±1.0 33.4±3.8 30.4±2.3 34.0±3.8 29.5±1.0
Platelet (m/mm3) 600-1000 853±298 1008±392 801±76 750±220 616±165
Segment (%) 10.0-30.0 7.0±1.1 18.2±0.7 9.5±3.8 11.8±3.4 7.8±1.4
Lympho (%) 70.0-81.0 83.5±3.3 71.0±4.9 81.7±4.4 73.4±11.8 81.7±2.6
MONO (%) 1.0-5.0 5.4±1.0 6.8±1.7 5.1±0.4 5.1±0.2 5.4±0.2
EOS (%) <10.0 2.9±0.3 2.8±1.4 2.5±0.6 9.8±4.1 4±3.6
BASO (%) % 1.2±0.6 1.0±0.5 1.3±0.8 0.6±0.4 0.7±0.2
(약어: BASO, 바소필(basophil); BUN, 혈액요소성질소(blood urea nitrogen); CRE, 크레아틴(creatinine); TBIL, 총 빌리루빈(total bilirubin); AST, 아스파르트산 아미노트랜스퍼라아제(aspartate aminotransferase); ALT, 알라닌 트랜스-아미네이즈(alanine trans-aminase); ALK, 역형성 림프종 인산화효소(anaplastic lymphoma kinase); CAL, 칼슘(calcium); WBC, 백혈구수(white blood cell count); RBC,적혈구수(red blood cell count); HGB, 헤모글로빈(hemoglobin); HCT, 헤마토크릿(hematocrit); MCV, 평균 적혈구 용적(mean corpuscular volume); MCH, 평균 적혈구 혈색소(mean corpuscular hemoglobin); MCHC, 평균 적혈구 혈색소 농도(mean corpuscular hemoglobin concentration); PLT, 혈소판(platelet); LYMPH, 림포사이트(lymphocyte); MONO, 모노사이트(monocyte); EOS, 에오시노필(eosinophil).
<110> University of Ulsan Foundation For Industry Cooperation SNU R&DB FOUNDATION <120> Multifunctional anticancer prodrugs activated by the induced phenotype, their preparation methods and applications <130> ADP-2014-0520 <160> 8 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 1 Asp Xaa Xaa Asp 1 <210> 2 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 2 Leu Xaa Xaa Asp 1 <210> 3 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 3 Val Xaa Xaa Asp 1 <210> 4 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 4 Asp Glu Val Asp 1 <210> 5 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 5 Asp Leu Val Asp 1 <210> 6 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> peptide <400> 6 Asp Glu Ile Asp 1 <210> 7 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 7 Leu Glu His Asp 1 <210> 8 <211> 6 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence <400> 8 Lys Gly Asp Glu Val Asp 1 5

Claims (20)

  1. (a) (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드 및 (ii) 상기 펩타이드에 직접 또는 링커를 통해 공유적으로 연결되는 항암 화학요법제를 포함하는 항암 전구약물 모이어티; 및
    (b) 상기 항암 전구약물 모이어티에 비공유적으로 결합된 담즙산 모이어티를 포함하는 항암 복합체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카스파제는 카스파제-3, 카스파제-7 및 카스파제-9 로 이루어진 군에서 선택된 것인, 항암 복합체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 펩타이드는 Asp-Glu-Val-Asp (서열목록: 4) Asp-Leu-Val-Asp (서열목록: 5), Asp-Glu-Ile-Asp (서열목록: 6) 및 Leu-Glu-His-Asp (서열목록: 7) 로 이루어진 군에서 선택된 것인, 항암 복합체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 펩타이드는 Asp-Glu-Val-Asp (서열목록: 4)인, 항암 복합체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 파라-아미노벤질옥시카보닐(para-aminobenzyloxycarbonyl), 아미노에틸-N-메틸카보닐(aminoethyl-N-methylcarbonyl), 아미노바이페닐메틸옥시카보닐(aminobiphenylmethyloxycarbonyl), 수지상 링커(dendritic linker) 및 세팔로스포린(cephalosporin)-기반 링커로 이루어진 군에서 선택된 링커를 통해 항암 화학요법제에 공유 결합된, 항암 복합체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 파라-아미노벤질옥시카보닐 링커를 통해 항암 화학요법제에 공유 결합된, 항암 복합체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 항암 화학요법제는 안트라사이클린(anthracyclines), 항생제, 알킬화제, 백금 기반 제제, 항대사성 물질(antimetabolites), 토포이소머라제(topoisomerase) 억제제 및 유사 분열 억제제로 이루어진 군에서 선택된 것인, 항암 복합체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 항암 화학요법제는, 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin), 에피루비신(epirubicin), 이다루비신(idarubicin), 발루비신(valrubicin), 안트라사이클린(anthracycline); 액티노마이신-D(actinomycin-D), 블레오마이신(bleomycin), 미토마이신-C(mitomycin-C); 사이클로포스프아마이드(cyclophosphamide), 메콜레타민(mecholrethamine), 우라무스틴(uramustine), 멜파란(melphalan), 클로람부실(chlorambucil), 이포스프아마이드(ifosfamide), 벤다무스틴(bendamustine), 카르무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 스트렙토조신(streptozocin), 부설판(busulfan), 다카르바진(dacarbazine), 테모졸로마이드(temozolomide), 티오테파(thiotepa), 알트레타민(altretamine); 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 네다플라틴(nedaplatin), 옥사리플라틴(oxaliplatin), 사트라플라틴(satraplatin), 트리플라틴 테트라나이트레이트(triplatin tetranitrate); 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-머캅토퓨린(6-mercaptopurine), 카페시타빈(capecitabine), 클라드리빈(cladribine), 클로파라빈(clofarabine), 시스타르빈(cystarbine), 플록스우리딘(floxuridine), 플루다라빈(fludarabine), 겜시타빈(gemcitabine), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 메토트레세이트(methotrexate), 페메트렉시드(pemetrexed), 펜토스타틴(pentostatin), 티오구아닌(thioguanine); 캄토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan), 이리노테칸(irinotecan), 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 미토산트론(mitoxantrone); 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 이자베필론(izabepilone), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 에스트라무스틴(estramustine) 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 것인, 항암 복합체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 항암 화학요법제는, 독소루비신(doxorubicin), 다우노루비신(daunorubicin) 및 도세탁셀(docetaxel)로 이루어진 군에서 선택된 것인, 항암 복합체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 담즙산 모이어티는 콜산(cholic acid), 디옥시콜산(deoxycholic acid), 케노디옥시콜산(chenodeoxycholic acid), 리토콜산(lithocholic acid), 우르소콜산(ursocholic acid), 우르소디옥시콜산(ursodeoxycholic acid), 이소우르소디옥시콜산(isoursodeoxycholic acid), 라고디옥시콜산(lagodeoxycholic acid), 글리코콜산(glycocholic acid), 타우로콜산(taurocholic acid), 글리코디옥시콜산(glycodeoxycholic acid), 글리코케노디옥시콜산(glycochenodeoxycholic acid), 디하이드로콜산(dehydrocholic acid), 히오콜산(hyocholic acid) 및 히오디옥시콜산(hyodeoxycholic acid)로 이루어진 군에서 선택된 것인, 항암 복합체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 담즙산 모이어티는 Nα-디옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르(Nα-deoxycholyl-L-lysine-methylester)인, 항암 복합체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 담즙산 모이어티는 항암 화학요법제에 이온결합(ionic bonding), 소수결합(hydrophobic bonding), 또는 배위결합(coordinate bonding)에 의해 비공유적으로 결합된 것인, 항암 복합체.
  13. 제1항에 있어서, (a) (i) 카스파제에 의해 절단 가능한 펩타이드는 아미노산 서열 Asp-Glu-Val-Asp 를 포함하고, (ii) 파라-아미노벤질옥시카보닐 링커를 통해 항암 화학요법제에 연결되고; 및
    (b) 상기 담즙산 모이어티는 Nα-디옥시콜릴-L-라이신-메틸에스테르를 포함하는, 항암 복합체.
  14. 제1항에 있어서, 상기 항암 복합체는 경구투여를 위한 것인, 항암 복합체.
  15. 청구항 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 항암 복합체 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 암 치료용 약학 조성물.
  16. 제15항에 있어서, 상기 약학 조성물은 경구투여를 위한 것인, 약학 조성물.
  17. 제15항에 있어서, 상기 약학 조성물은 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료와 병용하는 것인, 약학 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료는 방사선요법, 온열요법, 레이저 요법, 광역학 요법(photodynamic therapy), 화학요법, 및 냉동수술(cryosurgery) 로 이루어진 군에서 선택된 것인, 약학 조성물.
  19. 제17항에 있어서, 상기 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료는 1 내지 35 Gy 용량의 방사선요법을 주1회 제공하고, 항암 화학요법제의 몰 당량(molar equivalent dose)에 기초하여, 항암제 전구약물을 1 내지 100 mg/kg 용량으로 매일 투여하는 것인, 약학 조성물.
  20. 제17항에 있어서, 상기 세포자멸사(apoptosis) 유도 치료는 올라파립(olaparib), 트라스트주맙(trastzumab), 아도-트라스트주맙 엠탄신(ado-trastuzumab emtansine), 타목시펜(tamoxifen), 라파티닙(lapatinib), 팔보시클립(palbociclib), 리보시클립(ribociclib), 네라티닙 말리에이트(neratinib maleate), 또는 아베마시클립(abemaciclib)과의 화학요법을 포함하는 것인, 약학 조성물.
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