説明

CCI−779誘導体及びそれらの作製法

CCI−779の合成代謝産物を作製する方法が提供される。5つの新規のCCI−779誘導体が記載され、試料中のCCI−779代謝産物の検出のためにこれらの誘導体を使用する方法も記載される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の背景)
本発明は、独特の酵素過程を使用して形成されたCCI−779の新規の誘導体を提供する。
【背景技術】
【0002】
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸とのラパマイシン42−エステル(CCI−779)は、インビトロ及びインビボ両方のモデルにおいて腫瘍増殖に対する有意な阻害効果を示したラパマイシンのエステル誘導体である。
【0003】
CCI−779は、細胞障害剤というよりむしろ代表的な細胞分裂停止剤であり、腫瘍の進行までの時間又は腫瘍再発までの時間を遅延させ得る。CCI−779は、シロリムスのものに類似した作用機序を有すると考えられている。CCI−779は、細胞質タンパク質FKBPと結合し、それと共に複合体を形成し、それが、酵素mTOR(FKBP12−ラパマイシン関連タンパク質[FRAP]としても既知の哺乳動物ラパマイシン標的)を阻害する。mTORのキナーゼ活性の阻害は、サイトカインにより刺激される細胞増殖、細胞周期のG1期を制御するいくつかの重要タンパク質のmRNAの翻訳、及びIL−2により誘導される転写を含む、多様なシグナル伝達経路を阻害し、G1からSへの細胞周期の進行の阻害に至る。G1−S期遮断をもたらすCCI−779の作用機序は、抗癌薬では新規である。
【0004】
インビトロで、CCI−779は、多数の組織学的に多様な腫瘍細胞の増殖を阻害することが示されている。CCI−779に対して最も感受性のものには、中枢神経系(CNS)の癌、白血病(T細胞)、乳癌、前立腺癌、及び黒色腫系が含まれていた。上記化合物は、細胞周期のG1期で細胞を阻止した。
【0005】
ヌードマウスにおけるインビボ研究は、CCI−779が、多様な組織学的な型のヒト腫瘍異種移植片に対する活性を有することを証明している。神経膠腫は、特にCCI−779に対して感受性であり、その化合物はヌードマウスにおける同所性の神経膠腫モデルにおいて活性であった。インビトロのヒト神経膠芽腫細胞系の増殖因子(血小板由来)により誘導される刺激は、CCI−779により著しく抑制された。ヌードマウスにおけるいくつかのヒト膵臓腫瘍、そしてインビボで研究された2つの乳癌系のうちの1つの増殖も、CCI−779により阻害された。
【0006】
構造活性を探究するための、その新たな誘導体の調製に、多大の努力がなされてきた。しかしながら、複数の官能基の存在のため、ラパマイシンは、酸性及び塩基性の反応条件に対して極めて感受性である。従って、選択的な構造改変は困難である。ラパマイシンの改変は、エーテル生成物及びエステル生成物(例えば:CCI−779)としての42−ヒドロキシ位、並びに7位誘導体に主として焦点が置かれてきた。7位及び42位の改変以外の生成物は、ほとんど報告されていない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
(発明の要旨)
本発明は、CYP3A4アイソザイム系を使用してCCI−779還元ヒドロキシル化誘導体を選択的に作製する方法を提供する。この系を使用して、CCI−779の選択的なC27−ケトン還元、36−ヒドロキシル化、35−ヒドロキシル化、11−ヒドロキシル化、及びN酸化にそれぞれ起因する5つの新規のCCI−779誘導体が、同定された。本発明のこれらの方法及び組成物のための様々な使用が提供される。
【0008】
本発明のその他の態様及び利点は、以下の発明の詳細な説明から明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
(発明の詳細な説明)
本発明のCCI−779化合物は、被験体、哺乳動物、霊長類(非ヒトもしくはヒト)、又はヒト患者によるCCI−779のプロセシングによって形成される「代謝産物」に対する合成等価体であると考えられる。従って、本発明の化合物は、被験体におけるCCI−779又はそのプロドラッグの投与の後に、被験体においてCCI−779治療をモニタリングする際に使用される標準として有用である。
【0010】
本発明は、ヒトシトクロムP450−3A4アイソザイムを発現する組換え大腸菌(E.coli)細胞の膜と共にCCI−779をインキュベートすることにより、CCI−779の特異的な誘導体を作製する方法を提供する。
【0011】
CCI−779を含むラパマイシンのヒドロキシエステルの調製及び使用は、本明細書において参考として援用される米国特許第5,362,718号に記載されている。CCI−779の位置特異的な合成は、本明細書において参考として援用される米国特許第6,277,983号に記載されている。CCI−779の位置選択的な合成は、本明細書において参考として援用される米国特許公開US2005/0033046 A1(米国特許出願第10/903,062号)に記載されている。CCI−779は、商業的な供給源からも入手可能である。本発明は、CCI−779の供給源により制限されない。
【0012】
CCI−779は、以下の構造を有する。
【化6】

【0013】
ヒトシトクロムP450−3A4としても既知のCYP3A4酵素(ヒトシトクロムP450、ファミリー3、サブファミリーA、メンバー4)は、商業的に入手され得る[例えば、BD Biosciences,6 Henshaw St.,Woburn,MA 01801 USA)]。又は、その酵素は、組換えにより産生され得る。1つの実施形態において、酵素は大腸菌細胞において産生される。しかしながら、酵素の発現のためのその他の適切な宿主細胞は、任意の原核細胞又は真核細胞であり得る。酵素をコードする核酸分子によりこれらの宿主細胞をトランスフェクト(又は形質転換)するための適切な方法は、Sambrook et al.(Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory press(1989))及びその他の実験教科書に見出され得る。
【0014】
例えば、ヒトCYP3A4ヌクレオチド配列の発現を指図する核酸ベクターによりトランスフェクトされた宿主細胞は、ポリペプチドの発現が起こることを可能にする適当な条件の下で培養され得る。適切な核酸配列は、公開されている配列を使用して作製され得る。例えば、Strausberg et al, Proc Natl Acad Sci USA, 99(26):16899-903(Dec 24, 2002)、及びGenBank、例えば、登録番号BC069418を参照のこと。細胞培養のための適切な培地は、当技術分野において周知である。CYP3A4酵素は、イオン交換クロマトグラフィ、ゲル濾過クロマトグラフィ、限外ろ過、電気泳動、及びそのようなポリペプチドに特異的な抗体を用いた免疫親和性精製を含む、タンパク質を精製するための当技術分野において既知の技術を使用して、細胞培養培地、宿主細胞、又はその両方から単離され得る。膜結合型タンパク質の場合、これらは、膜会合タンパク質が、もはや膜画分に完全には埋め込まれておらず、少なくとも膜画分からクロマトグラフィにより単離され得る程度に可溶化されている可溶化複合体を形成するよう、膜会合タンパク質画分を界面活性剤と接触させることにより、宿主細胞から単離され得る。最終精製工程において使用され得るクロマトグラフィ技術は、当技術分野において既知であり、疎水的相互作用、レクチン親和性、イオン交換、色素親和性、及び免疫親和性が挙げられる。
【0015】
適当な宿主細胞には、細菌、古細菌(archebacteria)、真菌(特に、酵母)、並びに植物及び動物の細胞(特に、哺乳動物細胞)が含まれる。特に重要であるのは、C.アルビカンス(albicans)、大腸菌、B.ズブチリス(Subtilis)、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)、サッカロミセス・カールスベルゲンシス(Saccharomyces carlsbergensis)、シゾサッカロミセス・ポンビ(Schizosaccharomyces pombi)、SF9細胞、C129細胞、293細胞、ニューロスポラ(Neurospora)、CHO細胞、COS細胞、HeLa細胞、並びに不死化された哺乳動物の骨髄細胞系及びリンパ細胞系である。好ましい複製系には、M13、ColE1、SV40、バキュロウイルス、ラムダ、アデノウイルス等が含まれる。多数の転写の開始及び終結の制御領域が、単離され、様々な宿主における異種タンパク質の転写及び翻訳において有効であることが示されている。これらの領域の例、単離の方法、操作の様式等は、当技術分野において既知である。適当な発現条件の下で、宿主細胞は、組換えにより産生される酵素の供給源として使用され得る。
【0016】
ヒトCYP450ファミリーのメンバーであるCYP3A4(BD Biosciences, Woburn, MA 01801のように、商業的にも入手可能)は、CCI−779誘導体を特異的に作製する、この酵素ファミリーの唯一のメンバーである。2A6、2C8、2C9、2C19、及び2E1を含む、その他のいくつかの試験されたCYP450は、これらの誘導体を作製することができない。
【0017】
本発明の特異的なヒドロキシル化誘導体を作製するため、CCI−779及びCYP3A4は、NADH又はNADPHのような還元剤の存在下でインキュベートされ得る。適切には、CCI−779及び酵素は、300:1〜500:1、望ましくは約330:1のCCI−779対酵素の比率で存在し得る。下記の例において、これらの成分は、0.1mM CCI−779、300nM 3A4酵素、及び2mM NADPH再生系という最終濃度で混合される。しかしながら、その他の濃度も、容易に使用され得る。
【0018】
1つの実施形態において、上記還元剤はNADPHである。場合により、NADPH発生系、即ち、NADP、リン酸供給源、デヒドロゲナーゼ、及び適切な緩衝溶液が存在する。この系において使用するための適切なデヒドロゲナーゼは、既知のデヒドロゲナーゼの中から容易に選択され得、例えば、特に、グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼであり得る。
【0019】
NADPH再生系は、通常、NADP塩、D−グルコース−6−リン酸、及びインキュベーション時間中にNADPをNADPHへと還元するグルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼを含み、従って、インキュベーション溶液は、以下の反応に必要な量のNADPHを確実に維持することができる。ヒドロキシル化は、一般的な反応:RH+NADPH+O2−−>ROH+NADP++H2O(ここで、RHは基質、即ち、CCI−779である)を介して起こる。
【0020】
得られた混合溶液がインキュベートされ、粗生成物が適切な溶媒による抽出により入手される。場合により、インキュベーション(即ち、酵素反応)は、30℃〜約40℃の範囲の温度で実施される。適切には、pHは、約6〜約8、約7〜約8、又は約7.2〜約7.6の範囲内に維持される。代表的には、反応時間は、30分〜90分である。しかしながら、より低い温度及びより長いインキュベーション時間も使用され得る。同様に、より高い温度及びより短いインキュベーション時間も、CCI−779誘導体が作製される前に酵素活性が破壊されないよう注意して、使用され得る。1つの実施形態において、混合物は、約37℃で1時間インキュベートされる。適切には、pHは、約6〜約9、約7〜約8の範囲内、又は7.4に維持される。
【0021】
1つの実施形態において、インキュベーションは、収率を最大限にするために酸素雰囲気下で実施される。インキュベーションの後、反応溶液が冷却され、粗CCI−779誘導体を回収するために抽出される。適切な抽出溶媒には、例えば、酢酸エチル及びジクロロメタンが含まれる。その他の抽出溶媒も、当業者によって選択され得る。代表的には、抽出物は合わせられ、粗生成物を得るために真空下で蒸発される。
【0022】
従来の技術が、インキュベーション混合物から生成物を回収するために使用され得る。例えば、反応試薬から未反応のCCI−779及びその他の材料を除去するために、粗抽出物をシリカゲルカラムに通過させ、溶媒の勾配により溶出させることができる。勾配において使用するための適切な溶媒は、当業者によって容易に選択され得る。本明細書の実施例においては、ヘキサン/アセトン及びアセトン/メタノールを、連続的に溶媒として使用した。CCI−779誘導体を含有している画分を合わせ、CCI−779誘導体混合物を提供するために溶媒を蒸発させた。
【0023】
個々の誘導体を単離するため、精製された混合物は、クロマトグラフィ技術を使用したさらなる分離に供され得る。例えば、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)が使用され得る。分離のための適切なカラム及び条件は、本発明の開示があれば、当業者には容易に明白になるであろう。
【0024】
理論により拘束されることは望まないが、本発明の誘導体は、CCI−779の投与後に被験体によって生成される代謝産物に対する生物学的等価物(bioequivalent)であると考えられる独特の合成代謝産物である。従って、本発明の誘導体は、CCI−779治療をモニタリングするためのキットにおける標準として、そしてCCI−779代謝産物に特異的な抗体を作製するために有用である。そのような抗体は、CCI−779治療の効果のモニタリング及び研究のために有用である。
【0025】
本発明の誘導体は、1つ以上の不斉中心を含有していてもよく、従って、光学異性体及びジアステレオ異性体を生じ得る。以下には原子の空間的配置を顧慮せずに示したが、本発明には、そのような光学異性体及びジアステレオ異性体が含まれ;ラセミ化合物及び分離されたエナンチオマー的(enantiomerically)に純粋なR立体異性体及びS立体異性体も含まれ;その他のR立体異性体及びS立体異性体の混合物、並びにそれらの薬学的に許容される塩も含まれる。本発明の5つの誘導体は、以下のように示される。
【化7】

【0026】
1つの実施形態において、これらの化合物は、以下の原子の空間的配置を有する。
【化8】

【0027】
1つの実施形態において、本発明は、本発明のCCI−779誘導体を含有している組成物をさらに提供する。そのような組成物は、試料中のCCI−779代謝産物の存在を検出するために使用されるキットのための標準として使用され得る。
【0028】
「試料」とは、本明細書において使用される場合、例えば、個体、即ち、インビボから単離された組織もしくは液体(血漿、血清、脳脊髄液、リンパ液、尿、唾液、及び組織切片が挙げられるがこれらに限定されない)、又はインビトロ細胞培養物構成要素から単離された組織もしくは液体、並びに環境からの試料をさす。
【0029】
本発明のキットは、適当に標識されたトレーサー、標準、及び使用説明書を含有し得る。トレーサーのための標識は、任意の適切な標識、例えば、放射標識、蛍光標識、又は比色標識であり得る。便利である場合には、キットの成分は、凍結乾燥形態であってもよい。
【0030】
1つの実施形態において、本発明は、本発明のCCI−779誘導体に結合するモノクローナル抗体又はポリクローナルの抗体を提供する。1つの実施形態において、そのような抗体は、本発明のCCI−779誘導体に選択的に結合し、CCI−779及びその他の代謝産物から区別する。
【0031】
「抗体」という用語は、本明細書において使用される場合、CCI−779及び/又はその代謝産物と特異的に反応性であるそれらの断片が含まれることが意図される。
【0032】
本発明のCCI−779誘導体(例えば、M7、M8、M9、M10、又はM11)に特異的な抗体は、本発明の誘導体を抗原として標準的な技術を使用して調製される。例えば、Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, NYを参照のこと。
【0033】
CCI−779代謝産物の特異的な部位に対するポリクローナル抗体及びモノクローナル抗体は、イムノアッセイ又はTDM(治療薬物モニタリング)キットの開発のために使用され得る。そのようなアッセイには、直接型、阻害型、競合型、もしくはサンドイッチ型のイムノアッセイ(ELISAもしくはその他のアッセイ系)、RIA(ラジオイムノアッセイ)、固相型もしくは液相型のアッセイ、又は自動化されたアッセイ系が含まれるが、これらに限定されない。
【0034】
競合型アッセイが使用される場合、抗体のための競合剤は、アッセイプレートに結合した本発明のCCI−779誘導体、又は標識された誘導体、例えば、蛍光標識された誘導体、放射標識された誘導体、もしくはトリチウム標識された誘導体であり得る。
【0035】
本発明のアッセイ手順は、正確かつ再現性のある結果を与えるために、標準的な生物学的分析(bioanalytical)装置を使用して迅速かつ単純に実施され得るという利点を有する。また、全血が、抽出の必要なしに使用され得る。
【0036】
本発明は、血中のCCI−779代謝産物から医薬品(pharmaceutical)を置換する結合競合剤;及びその医薬品と結合し、結合競合剤とは有意に結合しない抗体を含む、血中のCCI−779代謝産物の量を検出するのに適したアッセイキットも提供する。
(実施例)
【0037】
以下の実施例は、本発明の誘導体を作製するための方法を例示するものである。
【実施例1】
【0038】
(CCI−779誘導体の調製)
CCI−779 514mg(0.5mmol)、MgCl2(0.4M×5mL)、NADPH発生系(NADPナトリウム塩:75mg×100mL、D−グルコース−6−リン酸:60mg/mL×100mL;グルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼ:25単位/mL×100mL)、及び大腸菌において発現されたCYP−3A4膜(1500nmol)を含有している5Lのリアクターに、5Lになるまでリン酸カリウム緩衝溶液を添加した。その混合溶液を、1時間、125rpmで撹拌しながら、酸素雰囲気(0.3L/分でO2を噴霧)下で37℃でインキュベートした。1時間の反応の後、反応溶液を氷浴上で25℃にまで冷却し、等しい容量の酢酸エチルで2回抽出した。酢酸エチル抽出物を合わせ、真空下で蒸発し、粗インキュベーション抽出物を得た(およそ500mg)。
【実施例2】
【0039】
(粗抽出物の単離及び精製)
反応試薬から未反応のCCI−779及びその他の材料を取り除くために、粗抽出物をフラッシュシリカゲルカラムに通過させた。ヘキサン/アセトン及びアセトン/メタノールの勾配を、溶媒として使用した。CCI−779誘導体を含有していた画分を合わせた。溶媒を蒸発させた後、CCI−779誘導体混合物を入手し、分取用(semi−preparative)HPLCによるさらなる分離に供した。分取用HPLCは、SupelcosilTMLC−18カラムで達成し、5mM酢酸アンモニウム/メタノールを含有している水の勾配(2mL/分の流速で90分で4:6から2:8まで)を、移動相として使用した。それぞれ220nm及び280nmにUV検出器を設定することにより、単離をモニタリングした。各CCI−779誘導体ピークを、氷浴上の容器に収集した。溶媒を真空下で蒸発させた後、13の純粋な誘導体を入手した。
【実施例3】
【0040】
(単離した誘導体の構造同定)
精製したCCI−779誘導体の構造を、CCI−779のものと比較して、LC−MS、MS/MS、及びMS/MS/MSスペクトル分析により決定し、それを、高分解能の正確な質量測定及び1H−NMR分析によりさらに確認した。それらの中から、27−ヒドロキシセコ−CCI−779(M7)、36−ヒドロキシCCI−779(M8)、35−ヒドロキシCCI−779(M9)、11−ヒドロキシCCI−779(M10)、及びN−オキシドCCI−779(M12)としてそれぞれ割り当てた5つの新規の化合物を同定した。それらの構造式は以下の通りであり、ここで、点線で囲まれた部分は、CCI−779に対する改変の位置を示す。
【化9】

【0041】
この明細書において言及された特許、特許公開、及びその他の刊行物は、全て、本明細書において参考として援用される。本発明は特定の実施形態に関して記載されたが、本発明の精神から逸脱することなく改変がなされ得ることが、認識されるであろう。そのような改変は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
化合物27−ヒドロキシセコ−CCI−779(M7)。
【請求項2】
下記構造を特徴とする、請求項1に記載の化合物。
【化1】

【請求項3】
化合物36−ヒドロキシCCI−779(M8)。
【請求項4】
下記構造を特徴とする、請求項3に記載の化合物。
【化2】

【請求項5】
化合物35−ヒドロキシCCI−779(M9)。
【請求項6】
下記構造を特徴とする、請求項5に記載の化合物。
【化3】

【請求項7】
化合物11−ヒドロキシCCI−779(M10)。
【請求項8】
下記構造を特徴とする、請求項7に記載の化合物。
【化4】

【請求項9】
化合物N−オキシドCCI−779(M12)。
【請求項10】
下記構造を特徴とする、請求項9に記載の化合物。
【化5】

【請求項11】
請求項1から10のいずれか一項に記載の化合物を使用して作製された抗体。
【請求項12】
請求項1から10のいずれか一項に記載の化合物を標準として含む、CCI−779による治療をモニタリングするためのキット。
【請求項13】
請求項11に記載の抗体を含む、CCI−779による治療をモニタリングするためのキット。
【請求項14】
試料を請求項1から10のいずれか一項に記載の化合物と比較することを含む、CCI−779の代謝産物を検出するための方法。
【請求項15】
請求項11に記載の抗体との結合を検出することを含む、CCI−779の代謝産物を検出するための方法。
【請求項16】
還元剤の存在下でCYP3A4アイソザイム及びCCI−779をインキュベートすることを含む、CCI−779の合成代謝産物を生成させる方法。
【請求項17】
前記還元剤がNADH及びNADPHからなる群より選択される、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
デヒドロゲナーゼの存在下でCYP3A4アイソザイム及びCCI−779をインキュベートすることを含む、CCI−779の誘導体を生成させる方法。
【請求項19】
前記デヒドロゲナーゼがグルコース−6−リン酸デヒドロゲナーゼである、請求項18に記載の方法。

【公表番号】特表2008−517874(P2008−517874A)
【公表日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−525701(P2007−525701)
【出願日】平成17年8月9日(2005.8.9)
【国際出願番号】PCT/US2005/028108
【国際公開番号】WO2006/038972
【国際公開日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【出願人】(591011502)ワイス (573)
【氏名又は名称原語表記】Wyeth
【Fターム(参考)】