【実施例】
【0068】
次の実施例に示すデータから、本発明の併用療法は、化合物1とボルテゾミブまたは化合物1とメルファランを低用量で併用した場合、標準用量の単剤療法と比較して、MMにおける有効性が同様であるかまたは高い可能性があることが示唆された。このようにして、ボルテゾミブに関する末梢神経障害およびメルファランに関する骨髄抑制などの薬物に関連する毒性が低減し得るか、または回避され得る(40、41)。本明細書に記載の実験では、併用療法で処置したマウスは処置に対する忍容性が高く、腫瘍の進行がほとんどまたは全くなかった。
【0069】
実施例1.化合物1はMM細胞に対する細胞毒性があり、in vitroで抗MM剤と併用した場合、相乗作用を示す
RPMI8226細胞およびMM1S細胞を増加する濃度(0.1〜10nM)の化合物1の存在下で培養した。48時間後、MTSアッセイで細胞生存率を評価した。化合物1は、両方の細胞株で濃度依存的な生存率の低下を誘導した(
図1A)。細胞を化合物1で24時間または72時間処置した場合、結果は同様であった(データ不示)。
【0070】
次に、化合物1+ボルテゾミブ(PI)またはメルファラン(化学療法剤)の存在下における細胞生存率を調べた。まず、MM1S細胞を一定濃度の化合物1(1.75nM)および増加する濃度(0.5〜2.5nM)のボルテゾミブと共に48時間インキュベートした。1.5nM以下のボルテゾミブ濃度では、化合物1の細胞毒性効果が増強した。例えば、単剤の場合、化合物1(1.75nM)と最低濃度(0.5nM)のボルテゾミブはそれぞれ細胞生存率を約16%低下させた。しかし、化合物1(1.75nM)をボルテゾミブ(0.5nM)と併用した場合、細胞生存率は約43%低下した(
図1B)。Chou−Talalayの式を使用して、この組み合わせの相乗作用を確認した(CI、0.74〜0.85)(30、31)。RPMI8226細胞で実験を繰り返した場合、同様の結果が得られた(データ不示)。
【0071】
RPMI8226細胞をメルファラン(40μM)および6.0nM以上の濃度の化合物1(IC
50=8.5nM)と共にインキュベートした場合、相乗的な生存率の低下が認められた(CI、0.78〜0.87)。例えば、細胞生存率は単剤のメルファラン(40μM)の存在下では約30%低下し、単剤の化合物1(9.0nM)の存在下では64%低下した。両方の薬物を同時に使用した場合、細胞生存率は90%低下した(
図1C)。総合的に、これらの結果から、化合物1をボルテゾミブまたはメルファランと併用すると、MM細胞の生存率を相乗的に抑制できることが分かる。
【0072】
実施例2.化合物1とボルテゾミブは新生物細胞に対して選択的な細胞毒性を有する
2種類以上のPIを用いた療法がin vivoで実施可能であるためには、この組み合わせが非新生物細胞に損傷を与えてはならない。従って、正常なPBMCの生存率に対する化合物1+ボルテゾミブの効果を試験した。健常なドナーのPBMCを化合物1単独、ボルテゾミブ単独、または両方の薬剤の存在下で48時間培養し、細胞生存率をMTSアッセイで定量化した。どちらかのPIをそのIC
50付近で用いたMM細胞における単独療法では、PBMCの生存率はあまり低下しなかった(PBMCを9nMの化合物1と9nMのボルテゾミブでそれぞれ処置した場合、生細胞は約75%および85%であった)(
図2A、B)。両方のPIと共に共インキュベートした場合、どちらかの薬剤を単独で投与した場合と比較して、細胞生存率はそれ以上低下しなかったか、または僅かに上昇した(PIを両方とも投与した場合、試験した全ての濃度で細胞生存率が3%〜23%低下した)(
図2A、B)。別の健常なドナーに由来するPBMCで類似の結果が得られた(
図2C)。PBMCが高濃度のPIによって損傷を受けるかどうかを調べるため、PBMCを120nMまでの化合物1と共に培養した。対照と比較した場合、試験したどの濃度でも細胞生存率の顕著な差は認められなかった(
図2D)。PBMCを120nMまでの濃度のボルテゾミブと共にインキュベートした場合、同様の結果が得られた(データ不示)。従って、本発明の併用療法はMMに対する有効性が高く、正常な細胞に対する毒性が増加しない。
【0073】
実施例3.化合物1とボルテゾミブの併用によりMM細胞のアポトーシスが誘導される
化合物1とボルテゾミブでMM細胞を処置した後に認められる細胞生存率の低下がアポトーシスによるものかどうかを調べるため、RPMI8226細胞を両方の薬剤(どちらの薬物も2.5nM)と共に30時間インキュベートし、生存率測定用色素であるPrIおよびアポトーシスマーカーであるアネキシンVで染色された細胞の割合を測定した。初期アポトーシス(PrI−/アネキシンV+)の細胞の割合は、どちらかの薬剤単独で処置した後(それぞれ2.5nMの化合物1または2.5nMのボルテゾミブで処置した細胞の10.4%および17.5%)より、両方のPIで処置した後の方が大きかった(細胞の38.9%)(
図3)。後期アポトーシス(PrI+/アネキシンV+)または壊死(PrI+/アネキシンV−)の細胞の割合は、この時点では処置群間で差がなかった。
【0074】
実施例4.単剤の化合物1はin vivoでヒトMM腫瘍の増殖を阻害した
化合物1は、単剤の場合も併用した場合もin vitroで強力な抗MM効果を示すため、次に一連のin vivo試験を行った。これらの実験では、LAGκ−1A(ボルテゾミブ感受性およびメルファラン感受性)腫瘍およびLAGκ−1B(ボルテゾミブ耐性およびメルファラン耐性)腫瘍を有するマウスを使用したが、これらの腫瘍は両方とも元々MM患者の骨髄生検試料に由来した。これらの腫瘍はヒトのMMによく似ており、マウスで継代され、一貫した増殖パターンおよび化学療法抵抗性パターンを有した。腫瘍組織を筋肉内移植した後、化合物1を0.1〜3mg/kgの範囲の様々な用量でIV投与することにより、または10mg/kg経口投与することによりマウスを週2回処置した。対照群のマウスには化合物1の希釈剤を投与した。
【0075】
単剤の化合物1をIV投与すると、LAGκ−1A腫瘍からの異常タンパク質の分泌が用量依存的に減少した。比較的低用量の化合物1では腫瘍hIgG分泌が減少し、比較的高用量では血清hIgG濃度が本質的に検出不可能となった(薬物療法の28日目に対照と比較した場合、IV化合物1、1mg/kgではP=0.0001、3mg/kgではP=0.0002)(
図4A)。ボルテゾミブと異なり、化合物1は経口製剤としても活性を示す(28、29)。経口化合物1で処置して2週間内に、血清hIgG濃度は、対照で処置した動物より著しく低下した(P=0.0007)。経口化合物1で処置して28日までに、血清hIgG濃度はごく僅かになった(対照で処置した動物と比較した場合、P=0.0001)(
図4A)。
【0076】
異常タンパク質濃度に対する効果に加え、単剤の化合物1は、溶媒で処置したマウスと比較して、LAGκ−1A腫瘍体積の増加を遅延させた。4週間薬物療法を行った後、化合物1を1mg/kgまたは3mg/kg、IV投与したものは、対照で処置した異種移植片と比較して同時点で腫瘍体積が約15倍減少した(対照と比較した場合、各用量でP=0.0001)(
図4B)。化合物1を経口送達すると、腫瘍増殖も阻害された。経口化合物1で処置してわずか14日後に、対照で処置した腫瘍と比較して、腫瘍体積の著しい減少が認められ(P=0.0002)、試験期間中ずっとその差があった(
図4B)。
【0077】
また、腫瘍体積に対する化合物1の効果を、ボルテゾミブ耐性非分泌性LAGκ−1B腫瘍を有するマウスでも試験した(
図4C)。LAGκ−1A腫瘍の場合と同様に、化合物1は、IV注射と経口製剤の両方で腫瘍増殖を阻害した。対照で処置したマウスと比較して、3mg/kg IV化合物1または10mg/kg経口化合物1で処置したマウスの腫瘍は、14日間処置した後、約8〜12倍小さかった(それぞれ、P=0.0008およびP=0.0028)(
図4C)。この実験に使用されるLAGκ−1B腫瘍は非分泌性であるため、これらの腫瘍を有するマウスの血清hIgG濃度は試験しなかった。
【0078】
実施例5.化合物1をボルテゾミブと併用するとボルテゾミブ感受性LAGκ−1A MM腫瘍の増殖が阻害される
化合物1をボルテゾミブと併用するとin vitroでMM細胞の相乗的アポトーシスが誘導されるため、in vivoにおいてヒトMM腫瘍でこの組み合わせを試験した。最適以下の単剤抗腫瘍活性を有する薬物濃度を選択した。単独療法の場合、化合物1(1mg/kg IV)とボルテゾミブ(0.5mg/kg IV)は両方とも、溶媒対照と比較して血清hIgG濃度およびLAGκ−1A腫瘍体積を部分的にしか低減しなかった(
図5A、B)。しかし、異常タンパク質分泌と腫瘍体積の両方で測定した場合、単剤の化合物1またはボルテゾミブで処置したにもかかわらず、腫瘍増殖は徐々に進行し続けた。対照的に、化合物1とボルテゾミブを同じ用量で併用投与すると、検出可能な異常タンパク質分泌および腫瘍体積の増加がなくなった。対照で処置したLAGκ−1A腫瘍と併用療法で処置したLAGκ−1A腫瘍との増殖の差は、まず、療法開始28日後に顕著になった(血清hIgG濃度ではP=0.0028、腫瘍体積ではP=0.0265)(
図5A、B)。腫瘍の進行は実験期間中ずっと(110日間)完全に阻害され続けた。さらに、化合物1+ボルテゾミブで処置したマウスを安楽死させたとき、切除した後肢を検査すると、筋肉塊だけが認められ、腫瘍組織は認められなかった。試験開始時に移植された腫瘍は完全に退縮していた。特に、併用療法は忍容性が高く、明らかな毒性の徴候は認められなかった。
【0079】
以前の研究では、hIgG分泌骨髄腫腫瘍体積の変化は、血清ヒト異常タンパク質濃度の変化と密接に相関した(15、32)。しかし、これらの実験では、単剤の化合物1またはボルテゾミブで処置した腫瘍からの異常タンパク質分泌はプラトーに達した後、処置63日目(試験70日目)から低下し;対照的に、腫瘍体積は試験期間中ずっと増加し続けた(
図5A、B)。従って、単独療法の場合、各薬剤は、腫瘍体積より血清hIgG濃度の上昇をより効果的に抑制した。
【0080】
これらの結果を検証するため、70日目以降の試料をELISAで再試験し、hIgG濃度の低下を確認した。hIgG濃度と腫瘍体積の間の反比例関係は、おそらく癌幹細胞に由来する非分泌性、薬物耐性MM細胞集団が存在することを示唆する。従って、ボルテゾミブまたは化合物1は単独では、主に、MMの抗体を分泌する成熟形質細胞成分に対して作用し(22)、腫瘍増殖の遅延の原因となる小さい幹細胞集団に影響を及ぼさない可能性がある(24)。
【0081】
対照的に、化合物1とボルテゾミブを併用投与したLAGκ−1Aを有するマウスは、hIgGと腫瘍体積の測定の両方で評価した場合、110日間の試験中ずっと、腫瘍増殖の顕著で持続的な抑制が認められた。これらのデータから、単剤のPIの存在下で異常タンパク質を産生することなく増殖するMM細胞は、化合物1とボルテゾミブの組み合わせに対して感受性があることが分かる。
【0082】
実施例6.化合物1とボルテゾミブの併用療法はボルテゾミブ耐性LAGκ−1B腫瘍の薬物耐性を克服する
LAGκ−1B腫瘍は、ボルテゾミブに対して耐性があり;実際、どちらかのPI単独 (0.5mg/kg IVボルテゾミブまたは1mg/kg IV化合物1)ではこれらの腫瘍の増殖はあまり抑制されない。対照的に、化合物1+ボルテゾミブで処置したLAGκ−1Bを有するマウスは、21日間処置した後、溶媒で処置したマウスよりも形成した腫瘍が著しく小さかった(P=0.0014)。さらに、28日間処置した後、併用療法を受けたマウスの腫瘍はまた、どちらかのPI単独で処置したマウスの腫瘍より小さかった(それぞれ化合物1単独およびボルテゾミブ単独と比較した場合、P=0.0039およびP< 0.0001)(
図5C)。時間対腫瘍の進行について調べるため、併用療法群のマウスの投与を継続した。単剤のPIで処置した腫瘍と比較して、併用療法群の腫瘍体積の進行は100%遅延された(単剤のPIで処置したマウスでは腫瘍の進行まで35日であったのに対して、両方のPIで処置したマウスでは腫瘍の進行まで70日であった)。最後に、各処置群の全生存期間を記録した。溶媒で処置したマウスと比較して、併用療法を受けたマウスは、150%長く生存した(データ不示)。どちらかのPI単独で処置したマウスは、溶媒で処置したマウスより20%長く生存した(データ不示)。他のマウス生存期間データから、両方のPIを用いた併用療法の忍容性は単独療法と同様であることが分かった(データ不示)。総合的に、これらのデータから、化合物1をボルテゾミブと併用するとin vivoにおけるヒトMMのボルテゾミブ耐性を克服できることが分かる。
【0083】
実施例7.化合物1をメルファランと併用するとLAGκ−1A腫瘍およびLAGκ−1B腫瘍の増殖が阻害される
化合物1はメルファランと共同して、培養されたMM細胞の生存率を低下させ、ボルテゾミブは実験室(11)と臨床試験(33)の両方でメルファランの抗MM効果を増強するため、in vivoにおけるこのアルキル化剤と化合物1の併用の有効性を評価した。低用量(1mg/kg IP)での単剤のメルファランによる処置は、LAGκ−1Aを有するマウスの血清hIgG濃度または腫瘍体積に対して効果がなかった。同様に、単剤の化合物1(1mg/kg IV)を投与した結果、異常タンパク質分泌と腫瘍体積は両方ともあまり減少しなかった。しかし、3週間処置した後、化合物1とメルファランの両方で処置した腫瘍は、溶媒で処置した腫瘍と比較して、hIgG分泌(P=0.0012)と腫瘍体積(P=0.032)が両方とも著しく減少した(
図5D、E)。ボルテゾミブ耐性およびメルファラン耐性のLAGκ−1B腫瘍を有するマウスで、同様の結果が得られた。3mg/kg IPの単剤メルファラン(LAGκ−1Aを有するマウスに投与した用量より3倍高い)または1mg/kg IVの化合物1(LAGκ−1Aを有するマウスに投与したのと同じ用量)では、腫瘍体積の増加が部分的に抑制されたが、化合物1をメルファランと併用した場合、腫瘍体積は事実上検出不可能なレベルまで減少した(
図5F)。
【0084】
単剤療法と対照的に、どちらかのタイプの腫瘍を有するマウスで併用療法を継続する限り(LAGκ−1Aマウスでは63日間の処置、およびLAGκ−1Bマウスでは49日間の処置)、腫瘍増殖は防止された。さらに、併用療法の忍容性は、各薬剤単独の忍容性と同様であった(データ不示)。
【0085】
実施例8.化合物1とボルテゾミブで処置したLAGκ−1Bマウスの腫瘍ではアポトーシス誘導因子の高い発現が認められる
LAGκ−1Bを有するマウスの腫瘍を処置後に切除し、アポトーシスマーカーであるAIFに関して染色した。単剤の化合物1またはボルテゾミブで処置した腫瘍では、溶媒で処置した腫瘍と比較して、高いAIF発現が認められた。しかし、AIF発現は、両方のPIで処置した動物から採取した腫瘍ではさらに増加する(
図6)。化合物1+ボルテゾミブが投与されたLAGκ−1Aを有するマウスの腫瘍は、この処置群では腫瘍が完全に退縮した後、使用可能な異種移植片試料がなかったため、組織分析に使用できなかった。
【0086】
実施例9.単剤の経口化合物1はin vivoでヒトMM腫瘍の増殖を阻害した
これらの実験は、実施例4に記載のように、元々MM患者の骨髄生検材料に由来するLAGκ−1A腫瘍を有するマウスを使用して行った。腫瘍組織を筋肉内に移植した後、マウスを毎日または週2回化合物1で、経口投与により0.5〜5mg/kgの範囲の用量で毎日、または経口投与により5〜10mg/kgの範囲の用量で週2回、処置した。対照群のマウスには化合物1の希釈剤を投与した。
【0087】
化合物1は、毎日3mg/kg経口投与すると、ヒトIgG濃度と腫瘍体積の両方に関して中程度の抗骨髄腫活性を有する。化合物1は、5mg/kgで毎日経口投与した場合、統計学的に有意な抗骨髄腫活性(IgG濃度および腫瘍体積)を有する(
図7および8)。この計画および用量(毎日5mg/kg)では、マウスの87%が42日目まで生存した。また、化合物1を10mg/kgで週2回経口投与すると、統計学的に有意な抗骨髄腫活性(IgG濃度および腫瘍体積)が得られ、マウスの100%が42日目まで生存する(
図7および8)。
【0088】
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