特許第6495821号(P6495821)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチの特許一覧 ▶ シンガポール ヘルス サービシーズ ピーティーイー リミテッドの特許一覧

<>
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000022
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000023
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000024
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000025
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000026
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000027
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000028
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000029
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000030
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000031
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000032
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000033
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000034
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000035
  • 特許6495821-ペプチドおよびそれらの使用 図000036
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6495821
(24)【登録日】2019年3月15日
(45)【発行日】2019年4月3日
(54)【発明の名称】ペプチドおよびそれらの使用
(51)【国際特許分類】
   C07K 7/00 20060101AFI20190325BHJP
   A61K 38/10 20060101ALI20190325BHJP
   A61P 31/04 20060101ALI20190325BHJP
   A61P 31/10 20060101ALI20190325BHJP
【FI】
   C07K7/00ZNA
   A61K38/10
   A61P31/04
   A61P31/10
【請求項の数】20
【全頁数】49
(21)【出願番号】特願2015-531049(P2015-531049)
(86)(22)【出願日】2013年9月9日
(65)【公表番号】特表2015-529221(P2015-529221A)
(43)【公表日】2015年10月5日
(86)【国際出願番号】SG2013000392
(87)【国際公開番号】WO2014039014
(87)【国際公開日】20140313
【審査請求日】2016年8月29日
(31)【優先権主張番号】201206671-8
(32)【優先日】2012年9月7日
(33)【優先権主張国】SG
(73)【特許権者】
【識別番号】503231882
【氏名又は名称】エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ
(73)【特許権者】
【識別番号】508320723
【氏名又は名称】シンガポール ヘルス サービシーズ ピーティーイー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チャンドラ シェーカル、ヴァーマ
(72)【発明者】
【氏名】リー、ジャングオ
(72)【発明者】
【氏名】ラジャマニ、ラクシミナラヤナン
(72)【発明者】
【氏名】ビュールマン、ロジャー ウィルマー
(72)【発明者】
【氏名】リウ、ショウピーン
(72)【発明者】
【氏名】コウ、チュン チエ
【審査官】 田ノ上 拓自
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2011/121289(WO,A1)
【文献】 特表2011−521902(JP,A)
【文献】 特表2010−517986(JP,A)
【文献】 特表2004−510709(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/120359(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07K 1/00−19/00
A61K 38/00−38/58
A61K 41/00−45/08
A61K 48/00
A61K 50/00
A61K 51/00
A61K 51/02
A61K 51/04
A61K 51/06
A61K 51/08
A61K 51/10
A61K 51/12
A61P 31/04
A61P 31/10
PubMed
CAplus/REGISTRY/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS(STN)
WPIDS/WPIX(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式III(配列番号6):
[RGRKGGRR]KK
を含む、ペプチド。
【請求項2】
前記ペプチドが化学的に改変され、該改変が、アミド化、アセチル化、ステープリング、少なくとも1つのLアミノ酸の対応するDアミノ酸での置き換え、ならびに脂質化からなる群より選択される、請求項1記載のペプチド。
【請求項3】
前記改変が、脂質化である、請求項2記載のペプチド。
【請求項4】
式VIII(配列番号27):
[RGRKGGRR]KK、またはX[RGRKGGRR]RR
(式中、Xは脂質基である)
を含む、ペプチド。
【請求項5】
前記Xが−RCONHであり、式中、Rは、ヒドロキシル基またはカルボニル基により随意に置換されたアルキルである、請求項4に記載のペプチド。
【請求項6】
前記ペプチドがX[RGRKGGRR]KKであり、が、以下からなる群より選択される、請求項5に記載のペプチド:
11−CO−NH;
15−CO−NH;および
19−CO−NH。
【請求項7】
式VIII(配列番号27):
[RGRKVVRR]KK、またはX[RGRKVVRR]RR
(式中、Xは、脂質基であり
は、C−CO−NH、C11−CO−NH、C15−CO−NH、C19−CO−NH、およびC1323−CO−NHからなる群より選択される)
を含む、ペプチド。
【請求項8】
医薬品として使用するための、請求項1〜7のいずれか1項に記載のペプチド。
【請求項9】
請求項1〜7のいずれかに記載のペプチドを含有している組成物。
【請求項10】
さらなる抗微生物剤を含有している、請求項に記載の組成物。
【請求項11】
前記抗微生物剤が抗生物質である、請求項10に記載の組成物。
【請求項12】
請求項1〜7のいずれか一項に記載のペプチドを有効量与えることを含む、以下からなる群より選択される、表面から、バイオフィルムを除去する方法:
船、造船所、フ−ドプロセサー、ミキサー、機械、コンテナ、水槽、水濾過装置、浄化システム、食品業界における防腐剤、パーソナルケア製品、外科用メス、針、鋏、および侵襲的外科手術、治療的または診断的手順において使用される他のデバイス;患者からの流体の除去または患者への流体の送達のための人工血管、カテーテル、および他のデバイス、人工心臓、人工腎臓、整形外科用の釘、プレート、およびインプラントを含む埋め込み型医療用装置;カテーテル、泌尿器科用の管および胆汁用の管、気管内チューブ、末梢血管から挿入可能な中心静脈カテーテル、透析用カテーテル、長期治療用中心静脈カテーテル、末梢静脈カテーテル、短期治療用中心静脈カテーテル、動脈カテーテル、肺カテーテル、Swan−Ganzカテーテル、尿カテーテル、腹膜カテーテル、長期治療用尿用デバイス、組織接合尿用デバイス、人工尿道括約筋、尿道拡張器、心室シャントまたは動静脈シャント;乳房インプラント、陰茎プロテーゼ、血管移植プロテーゼ、心臓弁、人工関節、人工咽頭、耳鼻科用インプラント、血管カテーテルポート、創部排液チューブ、水頭症シャント、ペースメーカーおよび埋め込み型除細動器、歯科用インプラント、充填物(filings)、総義歯、医療用機材、健康管理の設定において摩減したまたは人が持っている医療用ギア、医療用の手順に、あるいは、呼吸器の処置に使用される医療用装置、管、およびキャニスターの調製に使用される領域にあるカウンタートップならびに備品、ネブライザー、麻酔薬、手袋、エプロン、および安全マスク。
【請求項13】
細菌感染の処置、または細菌の除去、または内毒素の中和、または真菌感染もしくは蔓延の処置、あるいは真菌の除去のための医薬品の製造における、請求項1〜7のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
【請求項14】
請求項1〜7のいずれか1項に記載のペプチド、およびその説明書を含有しているキット。
【請求項15】
第2の治療薬をさらに含有している、請求項14に記載のキット。
【請求項16】
前記細菌感染が、以下からなる群より選択される細菌感染である、請求項13記載の使用:肺炎、肺結核、髄膜炎、下痢症、バイオフィルムの形成、化膿症(sepsis)、リステリア症、胃腸炎、毒素性ショック症候群、出血性大腸炎;溶血性尿毒症症候群、ライム病、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、ヒトエーリキア症、偽膜性大腸炎、コレラ、サルモネラ症、ネコ引っ掻き熱、壊死性筋膜炎(GAS)、連鎖球菌毒素性ショック症候群、院内感染および市中感染症、アテローム性動脈硬化症、乳児突然死症候群(SIDS)、創傷感染、敗血症(septicemia)、胃腸疾患、院内感染性心内膜炎(hospital−acquired endocarditis)、心内膜炎、感染性角膜炎、眼内炎、皮膚の細菌感染、感染性皮膚炎、丹毒、蜂窩織炎、膿痂疹、カルブンケル、毛包炎、および血流感染。
【請求項17】
前記細菌が、以下からなる群より選択される1またはそれ以上の細菌である、請求項13に記載の使用:
Acetobacter、Acinetobacter、Actinomyces、Agrobacterium菌種、Azorhizobium、Azotobacter、Anaplasma菌種、Bacillus菌種、Bacteroides菌種、Bartonella菌種、Bordetella菌種、Borrelia、Brucella菌種、Burkholderia菌種、Calymmatobacterium、Campylobacter、Chlamydia菌種、Chlamydophila菌種、Clostridium菌種、Corynebacterium菌種、Coxiella、Ehrlichia、Enterobacter、Enterococcus菌種、Escherichia、Francisella、Fusobacterium、Gardnerella、Haemophilus菌種、Helicobacter、Klebsiella、Lactobacillus菌種、Lactococcus、Legionella、Listeria、Methanobacterium extroquens、Microbacterium multiforme、Micrococcus luteus、Moraxella catarrhalis、Mycobacterium菌種、Mycoplasma菌種、Neisseria菌種、Pasteurella菌種、Peptostreptococcus、Porphyromonas、Pseudomonas、Rhizobium、Rickettsia菌種、Rochalimaea菌種、Rothia、Salmonella菌種、Serratia、Shigella、Staphylococcus菌種、Stenotrophomonas、Streptococcus菌種、Treponema菌種、Vibrio菌種、Wolbachia、およびYersinia菌種。
【請求項18】
前記細菌が、以下からなる群より選択される細菌である、請求項13に記載の使用:
Acetobacter aurantius、Acinetobacter baumannii、Actinomyces Israelii、Agrobacterium radiobacter、Agrobacterium tumefaciens、Azorhizobium caulinodans、Azotobacter vinelandii、Anaplasma phagocytophilum、Anaplasma marginale、Bacillus anthracis、Bacillus brevis、Bacillus cereus、Bacillus fusiformis、Bacillus licheniformis、Bacillus megaterium、Bacillus mycoides、Bacillus stearothermophilus、Bacillus subtilis、Bacteroides fragilis、Bacteroides gingivalis、Bacteroides melaminogenicus(Prevotella melaminogenica)、Bartonella henselae、Bartonella quintana、Bordetella bronchiseptica、Bordetella pertussis、Borrelia burgdorferi、Brucella abortus、Brucella melitensis、Brucella suis、Burkholderia mallei、Burkholderia pseudomallei、Burkholderia cepacia菌群、Burkholderia cenocepacia、Calymmatobacterium granulomatis、Campylobacter coli、Campylobacter fetus、Campylobacter jejuni、Campylobacter pylori、Chlamydia trachomatis、Chlamydophila pneumoniae、Chlamydophila psittaci、Clostridium botulinum、Clostridium difficile、Clostridium perfringens、Clostridium、tetani、Corynebacterium diphtheriae、Corynebacterium fusiforme、Coxiella bumetii、Ehrlichia chaffeensis、Enterobacter cloacae、Enterococcus avium、Enterococcus durans、Enterococcus faecalis、Enterococcus faecium、Enterococcus galllinarum、Enterococcus maloratus、Escherichia coli、Francisella tularensis、Fusobacterium nucleatum、Gardnerella vaginalis、Haemophilus ducreyi、Haemophilus influenzae、Haemophilus parainfluenzae、Haemophilus pertussis、Haemophilus vaginalis、Helicobacter pylori、Klebsiella pneumoniae、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus casei、Lactococcus lactis、Legionella pneumophila、Listeria monocytogenes、Methanobacterium extroquens、Microbacterium multiforme、Micrococcus luteus、Moraxella catarrhalis、Mycobacterium avium、Mycobacterium bovis、Mycobacterium diphtheriae、Mycobacterium intracellulare、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepraemurium、Mycobacterium phlei、Mycobacterium smegmatis、Mycobacterium tuberculosis、Mycoplasma fermentans、Mycoplasma genitalium、Mycoplasma hominis、Mycoplasma penetrans、Mycoplasma pneumoniae、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Pasteurella multocida、Pasteurella tularensis Peptostreptococcus、Porphyromonas gingivalis、Pseudomonas aeruginosa、Rhizobium Radiobacter、Rickettsia prowazekii、Rickettsia psittaci、Rickettsia quintana、Rickettsia rickettsii、Rickettsia trachomae、Rochalimaea henselae、Rochalimaea quintana、Rothia dentocariosa、Salmonella enteritidis、Salmonella typhi、Salmonella typhimurium、Serratia marcescens、Shigella dysenteriae、Staphylococcus aureus、Staphylococcus epidermidis、Stenotrophomonas maltophilia、Streptococcus agalactiae、Streptococcus.avium、Streptococcus bovis、Streptococcus cricetus、Streptococcus faceium、Streptococcus faecalis、Streptococcus ferus、Streptococcus gallinarum、Streptococcus lactis、Streptococcus mitior、Streptococcus mitis、Streptococcus mutans、Streptococcus oralis、Streptococcus pneumoniae、Streptococcus pyogenes、Streptococcus rattus、Streptococcus salivarius、Streptococcus sanguis、Streptococcus sobrinus、Treponema pallidum、Treponema denticola、Vibrio cholerae、Vibrio comma、Vibrio parahaemolyticus、Vibrio vulnificus、Wolbachia、Yersinia enterocolitica、Yersinia pestis、およびYersinia pseudotuberculosis。
【請求項19】
前記真菌が、以下からなる群より選択される真菌である、請求項13に記載の使用:
Absidia、Ajellomyces、Arthroderma、Aspergillus、Blastomyces、Candida、Cladophialophora、Coccidioides、Cryptococcus、Cunninghamella、Epidermophyton、Exophiala、Filobasidiella、Fonsecaea、Fusarium、Geotrichum、Histoplasma、Hortaea、Issatschenkia、Madurella、Malassezia、Microsporum、Microsporidia、Mucor、Nectria、Paecilomyces、Paracoccidioides、Penicillium、Pichia、Pneumocystis、Pseudallescheria、Rhizopus、Rhodotorula、Scedosporium、Schizophyllum、Sporothrix、Trichophyton、およびTrichosporon。
【請求項20】
前記真菌が、以下からなる群より選択される真菌である、請求項13に記載の使用:
Absidia corymbifera、Ajellomyces capsulatus、Ajellomyces dermatitidis、Arthroderma benhamiae、Arthroderma fulvum、Arthroderma gypseum、Arthroderma incurvatum、Arthroderma otaeおよびArthroderma vanbreuseghemii、Aspergillus flavus、Aspergillus fumigatusおよびAspergillus niger、Blastomyces dermatitidis、Candida albicans、Candida glabrata、Candida guilliermondii、Candida krusei、Candida parapsilosis、Candida tropicalisおよびCandida pelliculosa、Cladophialophora carrionii、Coccidioides immitisおよびCoccidioides posadasii、Cryptococcus neoformans、Cunninghamella Sp、Epidermophyton floccosum、Exophiala dermatitidis、Filobasidiella neoformans、Fonsecaea pedrosoi、Fusarium solani、Geotrichum candidum、Histoplasma capsulatum、Hortaea werneckii、Issatschenkia orientalis、Madurella grisae、Malassezia furfur、Malassezia globosa、Malassezia obtusa、Malassezia pachydermatis、Malassezia restricta、Malassezia slooffiae、Malassezia sympodialis、Microsporum canis、Microsporum fulvum、Microsporum gypseum、Microsporidia、Mucor circinelloides、Nectria haematococca、Paecilomyces variotii、Paracoccidioides brasiliensis、Penicillium marneffei、Pichia anomala、Pichia guilliermondii、Pneumocystis jiroveci、Pneumocystis carinii、Pseudallescheria boydii、Rhizopus oryzae、Rhodotorula rubra、Scedosporium apiospermum、Schizophyllum commune、Sporothnx schenckii、Trichophyton mentagrophytes、Trichophyton rubrum、Trichophyton verrucosumおよびTrichophyton violaceum、ならびにTrichosporon asahii、Trichosporon cutaneum、Trichosporon inkinおよびTrichosporon mucoides。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2012年9月7日に提出されたシンガポール特許出願番号201206671−8の優先権の利益を主張し、その内容は全ての目的についてその全体が参照することにより本明細書中に組み込まれる。
【0002】
本発明は一般に、分子生物学および生化学の分野、そして特に、抗微生物ペプチドおよびそれらの使用のための方法およびその使用に関する。
【背景技術】
【0003】
抗微生物剤は、微生物の増殖を阻害するまたは微生物を死滅させるために使用される物質である。抗生物質または抗菌剤、抗真菌薬、抗ウイルス剤、あるいは抗寄生虫薬のような様々な抗微生物物質が当該分野で知られている。最も一般的に知られている抗微生物物質は抗生物質であり、これは、医療機関および医療機関以外で様々な用途に適用することができる。しかし、全ての社会的階層における抗生物質の見境のない使用が原因で、抗生物質耐性細菌が増加している。抗生物質に対する細菌のような微生物の耐性は、実質的により大きい耐性または低下した感受性から、抗生物質による影響を全く受けないまでの範囲であり得る。微生物を抗生物質剤または抗菌剤により制御できないかまたは死滅させることができない場合は、微生物は抗生物質の存在下であるにも関わらず、生存し、増幅し、そして宿主に疾患または損傷を引き起こすことができる。そのような抗生物質耐性微生物は、公衆衛生にとって相当の脅威となっている。
【0004】
上記を考慮すると、微生物に対して使用することができる代用ペプチドを提供することが必要である。
【発明の概要】
【0005】
1つの態様では、式I(配列番号1):
[(R)(X(X(X(X
を含むペプチドが提供される。1つの例では、X、X、およびXは互いに独立して、K、R、G、およびAからなる群より選択され;XはK、R、L、V、I、G、またはAである。1つの例では、aおよびbは独立して選択され、1〜10までの整数である。1つの例では、cは、0〜5より選択される整数である。1つの例では、nは少なくとも1である。
【0006】
別の態様では、式VIII(配列番号27):
[RGRK(X)(X)(R)(X10
を含むペプチドが提供される。1つの例では、Xは脂質基である。1つの例では、XおよびXは互いに独立して、バリン(V)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、アラニン(A)、およびグリシン(G)からなる群より選択される。1つの例では、X10は、リジン(K)およびアルギニン(R)からなる群より選択される。1つの例では、eおよびfは互いに独立して、0〜2より選択される整数である。1つの例では、nは少なくとも1である。
【0007】
別の態様では、医薬品としての使用のための本明細書中に記載されるペプチドが提供される。
【0008】
別の態様では、本明細書中に記載されるペプチドを含有している組成物が提供される。
【0009】
別の態様では、細菌感染を処置または細菌を除去する方法が提供される。この方法には、薬学的有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。
【0010】
別の態様では、内毒素を中和する方法が提供される。この方法には、薬学的有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。
【0011】
別の態様では、真菌感染または蔓延の処置、あるいは真菌を除去する方法が提供される。この方法には、薬学的有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。
【0012】
別の態様では、バイオフィルムを取り除く方法が提供される。この方法には、有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。
【0013】
別の態様では、細菌感染の処置、または細菌の除去、または内毒素の中和、または真菌感染もしくは蔓延の処置、あるいは真菌の除去のための医薬品の製造における本明細書中に記載されるペプチドの使用が提供される。
【0014】
別の態様では、本明細書中に記載されるペプチドを含有しているキットおよびその説明書が提供される。
【0015】
本発明は、非限定的な実施例と添付の図面と組み合わせて考察されると、詳細な説明を参照してさらに理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1図1は、P.aeruginosaに対するC8V2Dについてのin vitroでの時間−死滅反応速度アッセイのドットプロットを示す。したがって、図1は、本発明の例示的なペプチドが微生物を死滅させることにおいて有効であることを示す。
図2図2は、局所毒性試験後の角膜の写真画像を示す。局所毒性試験では、角膜の透明度を、V2DおよびC8 V2Dの適用後4日間の毎日の追跡調査でスリットランプ顕微鏡検査法によりチェックした。
図3図3(A)は、E.coli由来のリポ多糖を有効に中和するその能力に対するペプチドの脂質の長さの改変の効果を説明しているドットプロットを示す。(B)は、P.aeruginosa由来のリポ多糖を有効に中和するその能力に対するペプチドの脂質の長さの改変の効果を説明しているドットプロットを示す。
図4図4は、本開示のペプチドおよび脂質改変ペプチドでのリポ多糖由来のボディパイTRカダベリン(bodipy TR cadaverine)(BC)蛍光プローブの置換を示している曲線グラフを示す。図4は、本開示の脂質改変ペプチドによるBCの有効な置換を示す。したがって、本開示の脂質改変ペプチドがリポ多糖の中和に有効であることを説明している。
図5図5は、リポ多糖の透過化に対する本開示のペプチドおよび脂質改変ぺプチドの効果についての研究により得られた結果の棒グラフを示す。内側の左の棒は1.5625(μg/ml)を示し、x軸の右側に向かって濃度が上昇する。図5は、本開示の脂質改変ペプチドがリポ多糖の透過化の誘導に有効であることを示す。
図6図6は、S.aureus DM4001(A)またはE.coli ATCC8739(B)の膜電位を変化させることについての本開示の脂質改変ペプチドの効果を示す。細菌における膜電位の変化は、計数毎秒(c.p.s.)で示される、DiSC3−5の蛍光強度の変化で観察される。したがって、図6は、本開示の脂質改変ペプチドがS.aureusおよびE.coliのいずれの膜電位においても変化を引き起こすことにおいて有効であることを示す。
図7図7は、バックライトアッセイにより観察されたように、本開示の脂質改変ペプチドによるS.aureusの内膜の透過化の程度を示す。図7は、本開示のC16−V2D脂質改変ペプチドがS.aureusの内膜の透過化に有効であることを示す。
図8図8は、細菌膜(A)または赤血球(B)を模倣するリポソームからのカルセインの漏出を引き起こすことにおける本開示の脂質改変ペプチドの効果についての研究の結果を示す。したがって、図8は、本開示の脂質改変ペプチドが、細菌膜については膜の漏出を選択的に引き起こし、哺乳動物の赤血球については引き起こさないことを示している。
図9図9は、本開示の脂質改変ペプチドまたはリポペプチドの設計を示す。本開示の脂質改変ペプチドまたはリポペプチドは、静電気的および疎水性相互作用によりリポ多糖と結合すると考えられている。(A)は、本開示の脂質改変ペプチドの一例の構造を示す。(B)は、リポ多糖の構造を示す。(C)は、本開示の脂質改変ペプチドとリポ多糖との間での静電気的または疎水性相互作用を示す。
図10図10は、Pseudomonas aeruginosa(ATCC 9027)に感染したマウスの角膜に対する、第2の治療薬(ガチフロキサシンおよびB2088)と組み合わせた本開示のペプチドのin vivo試験の結果を示す。図10は、本発明のペプチドと抗生物質の組み合わせがPseudomonas aeruginosaの効率的な阻害をもたらすことを示す。
図11図11は、Pseudomonas aeruginosa(ATCC 9027)に感染したマウスの角膜に対する、第2の治療薬(ガチフロキサシンおよびB2088/99)と組み合わせた本開示のペプチドのin vivo試験の結果を示す。図11は、本発明のペプチドと抗生物質の組み合わせが、Pseudomonas aeruginosaの最も有効な阻害を導く相乗効果を提供することを示す。
図12図12は、(a)P.aeruginosa ATCC 9027株および(B)P.aeruginosa ATCC 27853株に対するB2088(すなわち、V2D)およびB2088_99(すなわち、G2二量体)の殺菌特性を示す。細菌細胞の生存性を50%低下させるペプチドの有効用量(ED50)が、B2088(すなわち、V2二量体)に対してB2088_99(すなわち、G2二量体)については2分の1であることに留意されたい。したがって、図12は、本開示のペプチドによる細菌の有効な死滅を示している。
図13図13は、P.aeruginosaに対するB2088(すなわち、V2二量体)およびB2088_99(すなわち、G2二量体)の時間−死滅反応速度を示す。B2088_99(すなわち、G2二量体)が、1×MICおよび2×MICでいずれのPseudomonas株に対しても、速い死滅反応速度を示したことに留意されたい。したがって、図13は、本開示のペプチドが対照よりも速く細菌の死滅を引き起こすことを示している。
図14図14は、B2088(すなわち、V2二量体)およびB2088_99(すなわち、G2二量体)の外膜(OM)の透過性アッセイの結果を示す。NPN蛍光強度の50%の増大を引き起こすために必要なペプチド濃度(PC50)を測定した。B2088_99(すなわち、G2二量体)についてのPC50はB2088(すなわち、V2二量体)よりも高く、B2088(すなわち、V2D)がB2088 99(すなわち、G2二量体)と比較して優れた透過化効果を有していることを示している。
図15図15は、B2088(すなわち、V2二量体)およびB2088_99(すなわち、G2二量体)の(A)リポ多糖(LPS)および(B)リピドAとの相互作用を示す。ボディパイ置換アッセイ(Bodipy displacement assay)は、B2088ペプチドが、B2088_99(すなわち、G2二量体)よりも、LPSに対しては2倍強く、そしてリピドAに対しては>10倍強く結合することを示唆していた。(C)は、ペプチドの阻害活性に対するLPSの外からの付加の効果を示している競合阻害アッセイの結果を示す。結果は、B2088_99(すなわち、G2二量体)が、B2088(すなわち、V2二量体)のような優れたLPS中和効果は有していない可能性があることを示唆している。これらの結果によりさらに、B2088と比較して、ペプチドB2088_99(すなわち、G2二量体)がLPSに弱く結合することがさらに確認される。(D)は、B2088(すなわち、V2二量体)およびB2088_99(すなわち、G2二量体)の最小発育阻止濃度値(MIC)に対するMg2+イオンの効果を示す。Mg2+は、グラム陰性細菌の外膜を安定化させ、陽イオン性物質の透過性をアンタゴナイズする。図15Dは、リピドAおよびLPSに対するB2088(すなわち、V2二量体)の結合がMg2+濃度に強く依存していることを示している。
【発明を実施するための形態】
【0017】
表の簡単な説明
表1Aは、脂質改変されたV2二量体(C2−C14 V2D)およびV2二量体(V2D)の最小阻害値(MIC)により示す抗微生物活性の比較を示す。表1Aは、改変されていないV2二量体ペプチドと比較した、脂質改変されたC8−V2二量体による微生物Pseudomonas aeruginosa、メチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)、Klebsiella pneumoniae、Escherichia coli、およびStaphylococcus aureusの阻害の有意な改善を示す。
【0018】
表1Bは、脂質改変されたG2二量体(C2−C14 G2D)およびG2二量体(G2D)の最小阻害値の比較を示す。表1Bは、改変されていないG2二量体ペプチドと比較した、脂質改変されたC8−G2二量体およびC10−G2二量体による、微生物Pseudomonas aeruginosa、Staphylococcus aureus、メチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)およびK.Pneumoniaeの阻害の有意な改善を示す。
【0019】
表2Aは、メチシリン感受性Staphylococcus aureus(MSSA)株およびメチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)株のパネルに対するV2D、C8−V2D、およびC10−V2Dの抗菌活性の比較を示す。表2Aは、試験したStaphylococcus aureusの16の株のうち、C8−V2D二量体が、8つの株に対しては2倍の改善を、そして1つの株に対しては4倍の改善を提供したことを示している。これにより、全体として56.3%の改善を提供している。C10−V2D二量体は、10の株に対して2倍の改善を提供した。これにより、全体として62.5%の改善を提供している。
【0020】
表2Bは、Pseudomonas aeruginosaのパネルに対するV2D、C8−V2D、およびC10−V2Dの抗菌活性を示す。表2Bは、試験したPseudomonas aeruginosaの10の株のうち、C8−V2D二量体は、7つの株に対して2倍の改善を、そして1つの株に対しては4倍の改善を提供したことを示している。これにより、全体として、80%の改善を提供している。C10−V2D二量体は、7つの株に対しては2倍の改善を、そして1つの株に対しては4倍の改善を提供した。これにより、全体として、80%の改善を提供している。
【0021】
表3Aは、本開示のペプチドおよび脂質改変ペプチドの溶血活性を示す。表3Aは、本開示の脂質改変ペプチドが有利なことに溶血を引き起こさないことを実証している。
【0022】
表3Bは、V2Dと比較したin vitroでのC8V2Dの毒性研究の結果を示す。表3Bは、in vitroで非毒性である本開示の脂質改変ペプチドの一例を示す。
【0023】
表3Cは、in vivoでの局所毒性試験および急性毒性試験におけるC8V2Dの安全濃度を示す。表3Cは、局所適用された場合に、本開示のペプチドが3mg/kgを上回って寛容化されること、静脈内適用された場合は、本開示のペプチドが約6.25mg/kgで寛容化されること、腹腔内適用された場合は、本開示のペプチドが約100mg/kgで寛容化されることを示している。
【0024】
表4Aは、E.coli由来のリポ多糖(LPS)の50%を中和するための、V2Dおよび脂質改変されたV2Dの有効濃度を示す。表4Aは、本開示の脂質改変ペプチドがE.coli由来のリポ多糖の中和に有効であることを示している。
【0025】
表4Bは、Pseudomonas aeruginosa由来のリポ多糖(LPS)の50%を中和するための、V2Dおよび脂質改変されたV2Dの有効濃度を示す。表4Bは、本開示の脂質改変ペプチドがPseudomonas由来のリポ多糖の中和に有効であることを示している。
【0026】
表5は、細菌に対する5種類の抗生物質を用いた、V2D、C6V2D、およびC8V2Dの部分阻害濃度指数(fractional inhibitory concentration index)を示す。表5は、本開示の脂質改変ペプチドのC6−V2二量体が、Pseudomonas aeruginosaに対して試験した5種類の抗生物質のうちの3種類において優れた相乗効果を有していたことを示している。C6−V2二量体と比較して、C8−V2二量体は、Pseudomonas aeruginosaに対してより弱い効果を有する。対照的に、本開示の脂質改変ペプチドのC8−V2二量体は、Escherichia coliに対して試験した場合は、脂質改変されていないペプチドよりもはるかに優れた相乗効果を有する。
【0027】
表6は、B2088(すなわち、V2D)およびB2088_99(すなわち、G2D)の最小発育阻止濃度(MIC)を示す。
【0028】
表7は、ED50(細菌細胞の50%を死滅させるための有効用量)により測定した場合の、B2088(すなわち、V2D)およびB2088_99(すなわち、G2D)の殺菌特性を示す。
【0029】
表8は、B2088(すなわち、V2D)およびB2088_99(すなわち、G2D)と様々なクラスの抗生物質との間で相乗作用を示す。多剤耐性株P.aeruginosa DR4877を実験に使用した。部分阻害濃度(FIC)指数を、本開示のペプチドと抗生物質との組み合わせの相乗効果を特性決定するために使用した。FIC指数<0.5、相乗的;加成性、0.5<FIC指数>1.0;中立、1<FIC指数<4;FIC指数>4、拮抗作用。
【0030】
抗微生物ペプチドは通常、小さい陽イオン性疎水性ペプチドとして特性決定される。当該分野で一般的に知られているように、疎水性部分を含むことは、細菌の膜に対する抗微生物作用に重要であると当該分野で考えられていた。そのような抗微生物ペプチドの一例が本明細書中で提供される。すなわち、1つの態様では、式I(配列番号1):
[(R)(X(X(X(X
を含むペプチドが提供される。式中、X、X、およびXは互いに独立して、リジン(K)、アルギニン(R)、グリシン(G)、およびアラニン(A)からなる群より選択され、そしてXは、リジン(K)、アルギニン(R)、ロイシン(L)、バリン(V)、イソロイシン(I)、グリシン(G)、またはアラニン(A)である。
【0031】
同時に、人々が考えていることとは対照的に、本開示の発明者らは驚くべきことに、増強された抗微生物作用が疎水性アミノ酸を含まないペプチドにおいて観察され得ることを見出した。したがって、本開示はまた、疎水性アミノ酸の脱落により増強される有効な抗微生物作用を持つペプチドも提供する。例えば、式I(配列番号1)のX、X、X、およびXは、互いに独立して、非疎水性アミノ酸からなる群より選択され得る。1つの例では、X、X、X、およびXは、互いに同じであってもまた異なっていてもよい。1つの例では、X、X、X、およびXは、疎水性アミノ酸とは限らない。1つの例では、X、X、X、およびXは、バリン(V)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、またはトリプトファン(W)とは限らない。1つの例では、X、X、X、およびXは、中性のアミノ酸であり得る。1つの例では、X、X、X、およびXは、陽イオン性アミノ酸であり得る。1つの例では、X、X、X、およびXは、互いに独立して、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)、リジン(K)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、セリン(S)、スレオニン(T)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、システイン(C)、グリシン(G)、プロリン(P)、またはアラニン(analine)(A)を含むがこれらに限定されるわけではないアミノ酸であり得る。1つの例では、X、X、X、およびXは、リジン(K)、アルギニン(R)、グリシン(G)、またはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xは、リジン(K)、アルギニン(R)、グリシン(G)、またはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xは、リジン(K)、アルギニン(R)、グリシン(G)、またはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xは、リジン(K)、アルギニン(R)、グリシン(G)、またはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xは、リジン(K)、アルギニン(R)、グリシン(G)、またはアラニン(A)であり得る。X、X、X、およびXは、上記アミノ酸の任意の組み合わせであり得る。すなわち、1つの例では、Xはリジン(K)であり得、Xはグリシン(G)またはアラニン(A)であり得、Xはアルギニン(R)であり得、そしてXはリジン(K)であり得る。なお別の例においては、Xは、グリシン(G)またはアラニン(A)であり得、Xはリジン(K)であり得、Xはグリシン(G)またはアラニン(A)であり得、そしてXはアルギニン(R)であり得る。
【0032】
1つの例では、nが少なくとも2である場合は、ペプチド配列のそれぞれが、少なくとも2つのリジン(K)残基で連結させられる。本明細書中で使用される場合は、「連結された(linked)」は、ペプチドの2つの配列が、それぞれのペプチドの枝が互いに自由に動くことを可能にする様式で互いにカップリングまたは結合されている場合をいう。「連結される」ためには、2つの配列が互いにすぐ隣接していることが不可欠である。1つの例では、本明細書中に記載されるペプチドの複数の単量体が、共有結合によってリジン(K)残基により連結される。
【0033】
本明細書中で使用される場合は、用語「ぺプチド」は、単離されたペプチドをいう。さらに、本明細書中で使用される場合は、用語「アミノ酸」には、自然界に存在するおよび自然界には存在しないLアミノ酸およびDアミノ酸、ペプチド模倣アミノ酸、ならびに、標準的な機械によっては作製されないか、または、翻訳後修飾後のタンパク質中に、もしくは代謝中間体としてのみ見られる標準的ではないアミノ酸が含まれる。
【0034】
1つの例では、リジン(K)連結はC末端にある。用語「C末端」は、当該分野で一般的に公知であるその定義にしたがって本明細書中で使用される。すなわち、カルボキシル末端、カルボキシ末端、C末端テール、C末端、またはCOOH末端(これらは、遊離のカルボキシル基(−COOH)で終わるアミノ酸鎖の末端をいう)のような任意の技術用語と互換的に使用することができる。本明細書中に記述される場合は、本明細書中に記載されるペプチドは、右側にC末端、そして左側にN末端として表される。
【0035】
本開示のペプチドがリジン(K)連結により連結された分岐ペプチドとして提供される場合、例えば、nが2である場合は、ペプチドは二量体であり、構造:[(R)(X(X(X(XKKまたは[(R)(X(X(X(X]−K−K−[(X(X(X(X(R)]を有し得る。
【0036】
一方、nが3である場合は、ペプチドは三量体であり、構造:[(R)(X(X(X(XKを有し得る。
【0037】
1つの例で、nが4である場合は、ペプチドは四量体であり、構造:[(R)(X(X(X(XKを有し得る。
【0038】
1つの例では、Xはリジン(K)であり得、Xはアルギニン(R)であり得る。そのような例では、ペプチドは式II(配列番号2):
[(R)(X)(K)(X)(R)(X)(K)(K)
を含み得る。
【0039】
1つの例では、式II(配列番号2)のXは、グリシン(G)またはアラニン(A)であり得る。1つの例では、式II(配列番号2)のXはグリシン(G)であり得る。1つの例では、式II(配列番号2)のXはアラニン(A)であり得る。
【0040】
1つの例では、aおよびbは独立して1から10までの整数より選択され得る。1つの例では、aおよびbは、互いに同じであってもまた異なっていてもよい。1つの例では、aは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10であり得る。1つの例では、bは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10であり得る。したがって、1つの例では、aは1であり得、そしてbは1であり得る;aは1であり得、そしてbは2であり得る;aは1であり得、そしてbは3であり得る;aは1であり得、そしてbは4であり得る;aは1であり得、そしてbは5であり得る;aは1であり得、そしてbは6であり得る;aは1であり得、そしてbは7であり得る;aは1であり得、そしてbは8であり得る;aは1であり得、そしてbは9であり得る;aは1であり得、そしてbは10であり得る;aは2であり得、そしてbは1であり得る;aは3であり得、そしてbは1であり得る;aは4であり得、そしてbは1であり得る;aは5であり得、そしてbは1であり得る;aは6であり得、そしてbは1であり得る;aは7であり得、そしてbは1であり得る;aは8であり得、そしてbは1であり得る;aは9であり得、そしてbは1であり得る;aは10であり得、そしてbは1であり得る;aは2であり得、そしてbは2であり得る;aは2であり得、そしてbは3であり得る;aは2であり得、そしてbは4であり得;そしてそれらの任意の組み合わせでもあり得る。
【0041】
1つの例では、cは0から5より選択される整数であり得る。1つの例では、cは、0、1、2、3、4、または5であり得る。
【0042】
1つの例では、nは少なくとも1であり得、少なくとも2であり得、少なくとも3または4であり得る。1つの例では、nは、1から8より選択される整数であり得る。したがって、nは、1、2、3、4、5、6、7、または8であり得る。別の例では、nは1から4より選択される整数ではなくてもよい。したがって、nは、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、または8であり得る。
【0043】
1つの例では、式II(配列番号2)のペプチドは以下を含み得るが、これらに限定されるわけではない:[(R)(X)(K)(X)(R)(X)(K)KK(配列番号3、これは二量体である)、[(R)(X)(K)(X)(R)(X)(K)KK[(K)(X)(R)(X)(K)(X)(R)](配列番号4、これは三量体である)、および[(R)(X)(K)(X)(R)(X)(K)(K)K(配列番号5、これは四量体である)。
【0044】
1つの例で、Xがアルギニン(R)であり、Xがリジン(K)であるとき、ペプチドは式III(配列番号6):
[R(XRK(XRR](K)n−1
を含む。
【0045】
1つの例では、XおよびXは、互いに同じであってもまた異なっていてもよい。1つの例では、XおよびXは互いに独立して、以下を含むがこれらに限定されるわけではないアミノ酸である:アルギニン(R)、ヒスチジン(H)、リジン(K)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、セリン(S)、スレオニン(T)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、システイン(C)、グリシン(G)、プロリン(P)、またはアラニン(A)。1つの例では、XおよびXは、グリシン(G)、アラニン(A)、またはアルギニン(R)であり得る。1つの例では、Xはグリシン(G)であり得、そしてXはグリシン(G)であり得る。1つの例では、Xはアラニン(A)であり得、そしてXはグリシン(G)であり得る。1つの例では、Xはアルギニン(R)であり得、そしてXはグリシン(G)であり得る。1つの例では、Xはグリシン(G)であり得、そしてXはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xはアラニン(A)であり得、そしてXはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xはアルギニン(R)であり得、そしてXはアラニン(A)であり得る。1つの例では、Xはグリシン(G)であり得、そしてXはアルギニン(R)であり得る。1つの例では、Xはアラニン(A)であり得、そしてXはアルギニン(R)であり得る。1つの例では、Xはアルギニン(R)であり得、そしてXはアルギニン(R)であり得る。
【0046】
1つの例では、dおよびeは互いに独立して、0から2より選択される整数であり得る。1つの例では、dまたはeは、0、1、または2であり得る。1つの例では、dは、0、1、または2であり得る。1つの例では、eは、0、1、または2であり得る。したがって、dは0であり得、そしてeは0であり得る;dは0であり得、そしてeは1であり得る;dは0であり得、そしてeは2であり得る;dは1であり得、そしてeは0であり得る;dは1であり得、そしてeは1であり得る;dは1であり得、そしてeは2であり得る;dは2であり得、そしてeは0であり得る;dは2であり得、そしてeは1であり得る;または、dは2であり得、そしてeは2であり得る。
【0047】
1つの例では、Xがアラニン(A)であり、dが1である場合は、式III(配列番号6)は式IV(配列番号7):
[RARK(XRR](K)n−1
を含み得る。
【0048】
1つの例では、eは、0から2より選択される整数であり得る。1つの例では、eは、0、1、または2であり得る。
【0049】
1つの例では、nは少なくとも1であり得、少なくとも2であり得、少なくとも3であり得、または4であり得る。1つの例では、nは整数であり得る。1つの例では、nが整数である場合は、nは、1、2、3、4、5、6、7、または8であり得る。1つの例では、nは整数でなくてもよい。したがって、nは、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、または8であり得る。
【0050】
1つの例では、Xはグリシン(G)またはアラニン(A)であり得る。したがって、式IVのペプチドは以下を含み得るが、これらに限定されるわけではない:(RARKGGRR)KK(配列番号44)、(RARKGRR)KK(配列番号45)、(RARKARR)KK(配列番号46)、(RARKAARR)KK(配列番号8)、および(RARKRR)KK(配列番号9)。
【0051】
1つの例では、Xがグリシン(G)であり、そしてdが1である場合は、式III(配列番号6)は式V(配列番号10):
[RGRK(XRR](K)n−1
を含み得る。
【0052】
1つの例では、Xは、バリン(V)、グリシン(G)またはアラニン(A)であり得る。1つの例では、式Vのペプチドに以下が含まれ得るが、これらに限定されるわけではない:(RGRKGGRR)KK(配列番号11;または用語「B2088_99」、「B2088/99」、「G2D」および「G2D二量体」と互換的に使用される)、(RGRKGGRR)KK(配列番号12)、(RGRKGRR)KK(配列番号13)、(RGRKRR)KK(配列番号14)、(RGRKAARR)KK(配列番号15)、(RGRKARR)KK(配列番号16)、(RGRKGGRR)KKRRGGKRGR(配列番号17)、(RGRKGRR)KKRRGKRGR(配列番号18)、(RGRKRR)KKRRKRGR(配列番号19)、および(RGRKVVRR)KK(配列番号47;または用語「B2088」、「V2D」および「V2D二量体」と互換的に使用される)。
【0053】
1つの例では、dおよびeが0である場合は、式III(配列番号6)は式VI(配列番号20):
[RRKRR](K)n−1
を含み得る。
【0054】
1つの例では、式VIのペプチドは、(RRKRR)KK(配列番号21)および(RRKRR)KKRRKRR(配列番号22)を含み得るが、これらに限定されるわけではない。
【0055】
1つの例では、Xがリジン(K)であり、Xがアルギニン(R)であり、そしてXがリジン(K)である場合は、式II(配列番号2)のペプチドは式VII(配列番号23):
[(R)(K)(X)(R)(K)(K)n−1
を含み得る。
【0056】
1つの例では、式VII(配列番号23)のXは、非疎水性アミノ酸であり得る。言い換えると、式VII(配列番号23)のXは疎水性アミノ酸でなくてもよい。1つの例では、式VII(配列番号23)のXは、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)、リジン(K)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、セリン(S)、スレオニン(T)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、システイン(C)、グリシン(G)、プロリン(P)、またはアラニン(A)であり得る。
【0057】
1つの例では、式VII(配列番号23)のXはGまたはAであり得る。1つの例では、式VIIのペプチドは、[(R)(K)(R)(K)KK(配列番号24)、[(R)(K)(R)(K)KK[(K)(R)(K)(R)](配列番号25)、および[(R)(K)(R)(K)K(配列番号26)を含み得るが、これらに限定されるわけではない。
【0058】
別の態様では、式VIII(配列番号27):
[RGRK(X)(X)(R)(X10
を含むペプチドが提供される。
【0059】
1つの例では、Xは脂質基である。1つの例では、Xは−RCONHであり得、式中、Rは、ヒドロキシル基、カルボニル基、またはアルケニル基により随意に置換されたアルキルを含み得るが、これらに限定されるわけではない。例えば、Xは、C2m−1−CONHであり得、式中、mは1から25より選択される整数であり得る。本開示のペプチドのいくつかの例においては、mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25であり得る。mが25である場合は、脂質基はセロチン酸で改変される。脂質基としてはまた、1つのまたは複数の二重結合を持つ不飽和脂肪酸のシス形態あるいはトランス形態(これらは合成のものであっても、また自然界から導かれたもの(例えば、微生物により生産された脂肪酸)であってもよい)が挙げられ得る。
【0060】
例えば、Xとしては、(CH)−CONH−、C−CO−NH−、C11−CO−NH−、C15−CO−NH−、C19−CO−NH−、C1123−CO−およびC1531−CO−NH−が挙げられ得るが、これらに限定されるわけではない。1つの例では、脂質基はペプチドに共有結合させられる。
【0061】
本開示では、脂質基に結合させられるペプチドは、用語「リポペプチド」または「脂質改変ペプチド」と互換的に記載され得る。
【0062】
本開示の脂質改変ペプチドの脂質基は、当該分野で公知の方法を使用することにより、例えば、固相ペプチド合成(SPPS)を使用して、ペプチドにカップリングされ得る。簡単に説明すると、SPPSの一般的な原理は、カップリング−洗浄−脱保護−洗浄プロセスのサイクルの繰り返しを使用することである。すなわち、ぺプチドは、不溶性および/または多孔性であり得る固相、例えば、小さい固体ビーズまたは樹脂上に固定される。固定化後、ペプチドは機能単位で処理される。次に、固定化されたペプチドの遊離のN末端アミンが、1つのN保護アミノ酸単位にカップリングされる。次に、この単位が、ピぺリジンのような適切な試薬を使用して脱保護されて遊離のN末端アミンが露わにされ、これが、遊離のカルボキシル基を伴う次のN保護アミノ酸との結合に使用され得る。反応混合物は各工程で濾過され、ビーズまたは樹脂上に固定化されたペプチドが濾過工程の間保持される。一方、液相試薬と合成の副生成物は洗い流される。脂質改変ペプチドを合成するためには、遊離のカルボン酸を持つN保護アミノ酸の代わりに、遊離のカルボン酸を持つ所望される炭素の長さの脂肪酸がカップリングプロセスにおいて使用される。カップリングプロセスに使用される試薬は、2つのアミノ酸のカップリングに使用されたものと同様である。トリフルオロ酢酸(TFA)のような切断試薬によりビーズまたは樹脂からペプチドが切断される前、成長しつつあるペプチドはビーズまたは樹脂に共有結合したままであろう。切断後、ペプチドまたは脂質改変ペプチドが回収され、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用して精製されるであろう。
【0063】
本開示のペプチドは、一方の末端にCOOH基を有している脂肪酸にカップリングされ得る。例えば、ペプチドは、パルミチン酸:
【化1】
に対してカップリングされ得る。パルミチン酸は、本開示のペプチドのN末端のNH基にカップリングされる。
【0064】
本開示のペプチドの脂質基は、例えば、限定されるわけではないが、ベンゾトリアゾール−1−イル−オキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、Ν,Ν’−ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのような適切なペプチドカップリング剤を使用してカップリングされ得る。
【0065】
1つの例では、XおよびXは互いに独立していてもよい。1つの例では、XおよびXは互いに同じであってもまた異なっていてもよい。1つの例では、XおよびXは、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)、リジン(K)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、セリン(S)、スレオニン(T)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、システイン(C)、グリシン(G)、プロリン(P)、アラニン(A)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、またはバリン(V)であり得る。1つの例では、XおよびXは、バリン(V)、アラニン(A)、イソロイシン(I)、ロイシン(L)、またはグリシン(G)であり得る。別の例では、XおよびXは、バリン(V)またはグリシン(G)であり得る。
【0066】
1つの例では、X10は、アルギニン(R)、ヒスチジン(H)、リジン(K)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、セリン(S)、スレオニン(T)、アスパラギン(N)、グルタミン(Q)、システイン(C)、グリシン(G)、プロリン(P)、アラニン(A)、またはバリン(V)であり得る。1つの例では、X10は、ヒスチジン(H)、リジン(K)、またはアルギニン(R)のような陽イオン性アミノ酸であり得る。1つの例では、X10は、リジン(K)またはアルギニン(R)であり得る。
【0067】
1つの例では、fおよびgは互いに独立して、0から2より選択される整数であり得る。1つの例では、fまたはgは、0、1、または2であり得る。1つの例では、fは、0、1、または2であり得る。1つの例では、gは、0、1、または2であり得る。したがって、fは0であり得、そしてgは0であり得;fは0であり得、そしてgは1であり得る;fは0であり得、そしてgは2であり得る;fは1であり得、そしてgは0であり得る;fは1であり得、そしてgは1であり得る;fは1であり得、そしてgは2であり得る;fは2であり得、そしてgは0であり得る;fは2であり得、そしてgは1であり得る;また、fは2であり得、そしてgは2であり得る。
【0068】
1つの例では、nは少なくとも1である。1つの例では、nは、1、2、3、4、5、6、7、または8であり得る。
【0069】
1つの例では、XおよびXがバリン(V)である場合は、式VIII(配列番号27)は、脂質改変されたV2二量体、またはV2D、またはB2088(すなわち、(RGRKVVRR)KK);配列番号47)と呼ばれ得る。1つの例では、ペプチドは、以下を含み得るが、これらに限定されるわけではない:(CH−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号28またはC2−V2二量体)、(C−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号29またはC4−V2二量体)、(C11−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号30またはC6−V2二量体)、(C15−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号31またはC8−V2二量体)、(C19−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号32またはC10−V2二量体)、(C1123−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号33またはC12−V2二量体)、(C1323−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号34またはC14−V2二量体)、および(C1531−CO−NH−RGRKVV)KK(配列番号35またはC16−V2二量体)。1つの例では、ペプチドは、(C15−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号31またはC8−V2二量体)および(C19−CO−NH−RGRKVVRR)KK(配列番号32またはC10−V2二量体)であり得る。表1A、2A、2B、4A、および4Bに示すように、脂質改変されていないペプチドと比較して、これらの脂質改変ペプチドは改善された抗微生物活性を有する。
【0070】
1つの例では、XおよびXがグリシン(G)である場合は、式VIII(配列番号27)は、脂質改変されたG2二量体、またはG2D、またはB2088_99、またはB2088/99(すなわち、(RGRKGGRR)KK)(配列番号11))と呼ばれ得る。1つの例では、ペプチドは以下を含み得るが、これらに限定されるわけではない:(CH−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号36またはC2−G2二量体)、(C−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号37またはC4−G2二量体)、(C11−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号38またはC6−G2二量体)、(C15−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号39またはC8−G2二量体)、(C19−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号40またはC10−G2二量体)、(C1123−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号41またはC12−G2二量体)、(C1323−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号42またはC14−G2二量体)、および(C1531−CO−NH−RGRKGGRR)RR(配列番号43またはC16−G2二量体)。1つの例では、ペプチドは、(C15−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号39またはC8−G2二量体)および(C19−CO−NH−RGRKGGRR)KK(配列番号40またはC10−G2二量体)であり得る。表1Bに示されるように、脂質改変されていないペプチドと比較すると、これらの脂質改変ペプチドは、改善された抗微生物活性を有する。
【0071】
1つの例では、本明細書中に記載されるペプチドは化学的に改変され得る。1つの例では、化学的改変には、アミド化、アセチル化、ステープリング(stapling)、少なくとも1つのLアミノ酸の対応するDアミノ酸での置き換え、少なくとも1つの非天然のアミノ酸の導入または少なくとも1つのアミノ酸の非天然のアミノ酸での置き換え、ならびに脂質化が含まれ得るが、これらに限定されるわけではない。本明細書中で使用される場合は、用語「脂質化」は、脂質基のペプチド鎖に対する共有結合を生じる改変をいう。脂質化には、N−ミリストイル化、パルミトイル化、GPI−アンカー付加、プレニル化、細菌タンパク質(S−ジアシルグリセロール)の脂質化、および他のタイプの脂質化が含まれ得るが、これらに限定されるわけではない。
【0072】
1つの例では、本明細書中に記載されるペプチドはさらに、第2の治療薬を含み得る。本開示の発明者らは、本明細書中に記載されるペプチドを抗生物質のような第2の治療薬と組み合わせた場合の、驚くほどの相乗効果を見出した。理論に束縛されることは望ましくないが、本発明者らは、本明細書中に記載されるペプチドの脂質基がリポ多糖を感作させることにおいて重要であると考える。本開示のペプチドは、静電気的相互作用および疎水性相互作用の両方によりリポ多糖に有効に結合することによってリポ多糖を中和すると考えられる(本開示の脂質改変ペプチドとリポ多糖との間での相互作用の説明については図9Cを参照のこと)。リポ多糖は、リポ多糖構造の完全性を破壊することにより中和される。リポ多糖は抗微生物物質による攻撃からグラム陰性細菌を保護する主なバリアであるので、リポ多糖の中和は、グラム陰性細菌を他の抗微生物物質に対してより敏感にする。したがって、リポ多糖構造の完全性を破壊する能力は、本開示のペプチドが他の抗微生物薬と有効に相乗作用することを有利に可能にする。すなわち、本明細書中に記載されるペプチドの抗生物質のような第2の治療薬との組み合わせが、微生物を相乗効果により死滅させる。本明細書中で使用される場合は、用語「相乗作用の(synergistic)」は、本開示のペプチドと第2の治療薬とにより観察される抗微生物効果の合計よりも大きい効果をいう。すなわち、本開示のペプチドの第2の治療薬との組み合わせは、本開示のペプチドおよび第2の治療薬の個々の効果の合計よりも大きい抗微生物効果を提供する。
【0073】
相乗効果は、本開示のペプチドと第2の治療薬が(1)一緒に処方され、投与されるか、または1つに合わせられた処方物の中で同時に送達される場合;(2)別の処方物として交互に、または並行して送達される場合;あるいは、(3)いくつかの他のレジュメにより送達される場合に達成され得る。交互療法(alternation therapy)において送達される場合は、相乗効果は、本開示のペプチドと第2の治療薬が連続して、例えば、別の錠剤、丸剤、またはカプセル剤の中で、あるいは、別の注射器で異なる注射により投与あるいは送達される場合に達成され得る。一般的には、交互療法の際には、本開示のペプチドおよび第2の治療薬のそれぞれの有効用量が連続して、すなわち、順次投与される。驚くほどの相乗効果を示している例示的な結果が、以下の実験のセクションの実施例8および11に提供される。
【0074】
本明細書中で使用される場合は、用語「抗微生物物質(antimicrobial)」は、微生物により引き起こされる疾患を排除する、軽減する、または防止することができる、本開示のペプチドのような物質をいう。本明細書中で使用される場合は、用語「微生物(microbes)」または「微生物(microorganism)」はそのもっとも広い意味で使用され、したがって、その範囲は原核生物に限定されない。むしろ、用語「微生物(microorganism)」には、細菌、古細菌、酵母、真菌、原生動物、および藻類が、その範囲に含まれる。
【0075】
別の態様では、細菌感染の処置または細菌の除去の方法が提供される。この方法には、薬学的有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。用語「処置する」、「処置」、およびそれらの文法上のバリエーションは、治療的処置、および予防的(prophylactic)または防止的(preventive)措置の両方をいう。ここでは、目的は、望ましくない生理学的状態、障害、もしくは疾患を防止するかまたは遅らせる(減じる)こと、あるいは、有用なまたは望ましい臨床結果を得ることである。そのような有用なまたは望ましい臨床結果には、症候の緩和;状態、障害、または疾患の程度の縮小;状態、障害、または疾患の安定化された(すなわち、悪化していない)状態;状態、障害、または疾患の進行の遅延または減速;状態、障害、または疾患状態の改善、寛解(部分的であるか全体としてであるかは問わない)(検出可能であるかまたは検出不可能であるかは問わない);あるいは、状態、障害、または疾患の改良(enhancement)または改善(improvement)が含まれるが、これらに限定されるわけではない。処置には、過剰なレベルの副作用を伴わない、臨床的に有意義な細胞性の応答を誘発することが含まれる。処置にはまた、処置を受けていない場合に予想される生存と比較した、生存の延長も含まれる。
【0076】
1つの例では、細菌はグラム陽性細菌であってよく、またグラム陰性細菌であってもよい。したがって、細菌は以下を含むがこれらに限定されるわけではない属の細菌であり得る:Acetobacter、Acinetobacter、Actinomyces、Agrobacterium菌種、Azorhizobium、Azotobacter、Anaplasma菌種、Bacillus菌種、Bacteroides菌種、Bartonella菌種、Bordetella菌種、Borrelia、Brucella菌種、Burkholderia菌種、Calymmatobacterium、Campylobacter、Chlamydia菌種、Chlamydophila菌種、Clostridium菌種、Corynebacterium菌種、Coxiella、Ehrlichia、Enterobacter、Enterococcus菌種、Escherichia、Francisella、Fusobacterium、Gardnerella、Haemophilus菌種、Helicobacter、Klebsiella、Lactobacillus菌種、Lactococcus、Legionella、Listeria、Methanobacterium extroquens、Microbacterium multiforme、Micrococcus luteus、Moraxella catarrhalis、Mycobacterium菌種、Mycoplasma菌種、Neisseria菌種、Pasteurella菌種、Peptostreptococcus、Porphyromonas、Pseudomonas、Rhizobium、Rickettsia菌種、Rochalimaea菌種、Rothia、Salmonella菌種、Serratia、Shigella、Staphylococcus菌種、Stenotrophomonas、Streptococcus菌種、Treponema菌種、Vibrio菌種、Wolbachia、およびYersinia菌種。
1つの例では、細菌感染は、以下を含むがこれらに限定されるわけではない細菌により引き起こされ得る:Acetobacter aurantius、Acinetobacter baumannii、Actinomyces Israelii、Agrobacterium radiobacter、Agrobacterium tumefaciens、Azorhizobium caulinodans、Azotobacter vinelandii、Anaplasma phagocytophilum、Anaplasma marginale、Bacillus anthracis、Bacillus brevis、Bacillus cereus、Bacillus fusiformis、Bacillus licheniformis、Bacillus megaterium、Bacillus mycoides、Bacillus stearothermophilus、Bacillus subtilis、Bacteroides fragilis、Bacteroides gingivalis、Bacteroides melaminogenicus(Prevotella melaminogenica)、Bartonella henselae、Bartonella quintana、Bordetella bronchiseptica、Bordetella pertussis、Borrelia burgdorferi、Brucella abortus、Brucella melitensis、Brucella suis、Burkholderia mallei、Burkholderia pseudomallei、Burkholderia cepacia菌群、Burkholderia cenocepacia、Calymmatobacterium granulomatis、Campylobacter coli、Campylobacter fetus、Campylobacter jejuni、Campylobacter pylori、Chlamydia trachomatis、Chlamydophila.(例えば、C.pneumoniae、Chlamydophila psittaci、Clostridium botulinum、Clostridium difficile、Clostridium perfringens、Clostridium、tetani)、Corynebacterium diphtheriae、Corynebacterium fusiforme、Coxiella bumetii、Ehrlichia chaffeensis、Enterobacter cloacae、Enterococcus avium、Enterococcus durans、Enterococcus faecalis、Enterococcus faecium、Enterococcus galllinarum、Enterococcus maloratus、Escherichia coli、Francisella tularensis、Fusobacterium nucleatum、Gardnerella vaginalis、Haemophilus ducreyi、Haemophilus influenzae、Haemophilus parainfluenzae、Haemophilus pertussis、Haemophilus vaginalis、Helicobacter pylori、Klebsiella pneumoniae、Lactobacillus acidophilus、Lactobacillus casei、Lactococcus lactis、Legionella pneumophila、Listeria monocytogenes、Methanobacterium extroquens、Microbacterium multiforme、Micrococcus luteus、Moraxella catarrhalis、Mycobacterium avium、Mycobacterium bovis、Mycobacterium diphtheriae、Mycobacterium intracellulare、Mycobacterium leprae、Mycobacterium lepraemurium、Mycobacterium phlei、Mycobacterium smegmatis、Mycobacterium tuberculosis、Mycoplasma fermentans、Mycoplasma genitalium、Mycoplasma hominis、Mycoplasma penetrans、Mycoplasma pneumoniae、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Pasteurella multocida、Pasteurella tularensis Peptostreptococcus、Porphyromonas gingivalis、Pseudomonas aeruginosa、Rhizobium Radiobacter、Rickettsia prowazekii、Rickettsia psittaci、Rickettsia quintana、Rickettsia rickettsii、Rickettsia trachomae、Rochalimaea henselae、Rochalimaea quintana、Rothia dentocariosa、Salmonella enteritidis、Salmonella typhi、Salmonella typhimurium、Serratia marcescens、Shigella dysenteriae、Staphylococcus aureus、Staphylococcus epidermidis、Stenotrophomonas maltophilia、Streptococcus agalactiae、Streptococcus.avium、Streptococcus bovis、Streptococcus cricetus、Streptococcus faceium、Streptococcus faecalis、Streptococcus ferus、Streptococcus gallinarum、Streptococcus lactis、Streptococcus mitior、Streptococcus mitis、Streptococcus mutans、Streptococcus oralis、Streptococcus pneumoniae、Streptococcus pyogenes、Streptococcus rattus、Streptococcus salivarius、Streptococcus sanguis、Streptococcus sobrinus、Treponema pallidum、Treponema denticola、Vibrio cholerae、Vibrio comma、Vibrio parahaemolyticus、Vibrio vulnificus、Wolbachia、Yersinia enterocolitica、Yersinia pestis、およびYersinia pseudotuberculosis。
【0077】
1つの例では、細菌には薬剤耐性があり得る。1つの例では、細菌感染は、限定されるわけではないが、肺炎、肺結核、髄膜炎、下痢症、バイオフィルムの形成、化膿症(sepsis)、リステリア症、胃腸炎、毒素性ショック症候群、出血性大腸炎、溶血性尿毒症症候群、ライム病、胃潰瘍および十二指腸潰瘍、ヒトエーリキア症、偽膜性大腸炎、コレラ、サルモネラ症、ネコ引っ掻き熱、壊死性筋膜炎(GAS)、連鎖球菌毒素性ショック症候群、院内感染および市中感染症、アテローム性動脈硬化症、乳児突然死症候群(SIDS)、創傷感染、敗血症(septicemia)、胃腸疾患、院内感染性心内膜炎(hospital−acquired endocarditis)、および血流感染のような状態を引き起こし得る。
【0078】
強力な免疫賦活特性を有しているリポ多糖(LPS)内毒素は、グラム陰性細菌の外膜リーフレット(outer membrane leaflet)における必須の構造成分である。LPSは、微生物の細胞増殖および分裂の間、減り続け、多くの場合は細菌感染に対する抗生物質療法の結果として、細胞死の際に多量に遊離させられる。血流に放出されると、LPSの凝集がLPSに結合する血漿タンパク質(LBP)により解離させられて、宿主の単球およびマクロファージを、様々なサイトカイン(例えば、TNF−α、IL−6、IL−8)およびプロ炎症性媒介因子(例えば、NOおよび反応性酸素種)を分泌するように刺激するLPS−LBP複合体を形成する。自然免疫系のこの活性化は、敗血症ショック(septic shock)として知られている深刻な臨床症候群を引き起こす過度の免疫応答のカスケードを誘発する。これは、多臓器不全を突然引き起し得、処置しないまま放置すれば死亡する可能性がある。したがって、内毒素の中和方法を提供することが必要である。したがって、別の態様では、内毒素の中和方法が提供される。この方法には、薬学的有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。
【0079】
1つの例では、内毒素は細菌の内毒素または真菌の内毒素であり得る。1つの例では、内毒素は、多糖、リポテイコ酸、リポ多糖、またはリポオリゴ糖であり得る。
【0080】
細菌が人に対して有し得る別の問題点は、バイオフィルムの形成である。バイオフィルムの形成は、医療分野および医療以外の分野のいずれの様々な状況においても関係している重大な問題である。バイオフィルムの形成は、微生物細胞が互いに接着し、表面上の細胞外高分子物質(EPS)のマトリックスに包埋されると起こる。生体高分子(例えば、多糖類、核酸、およびタンパク質)ならびに栄養素を多く含むそのような保護された環境下での微生物の増殖は、微生物のクロストークの増加および病原性の増大を可能にする。バイオフィルムは任意の支援的環境下で発生し得るので、バイオフィルム形成を除くかまたは防ぐことができる方法あるいは組成物が必要である。したがって、バイオフィルム形成を除くかまたは防ぐ方法を提供する必要がある。
【0081】
別の態様では、バイオフィルムを取り除く方法が提供される。この方法には、有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。1つの例では、バイオフィルムが表面上に生じ得る。本明細書中で使用される用語「表面(surface)」または「表面(surfaces)」は、医学的であるかまたは工業的であるかに関わらず、流体(例えば、液体または空気)と固体との間の界面を提供する任意の表面をいう。流体と固体との間の界面は間欠的であり得、流動または滞留流体、エアロゾル、または空気中の流体への暴露のための他の手段により起こり得る。表面は、いくつかの例においては、その力学的構造が細菌または真菌の付着に適合性がある平面をいう。本明細書中に記載するペプチドおよび方法の状況では、技術用語「表面」には、様々な機器およびデバイスの内側および外側の面、使い捨てのものおよび使い捨てではないものの両方、ならびに、医療用のものおよび医療用ではないものが含まれる。医療用ではない使用の例として、船の船体、造船所、フ−ドプロセサー、ミキサー、機械、コンテナ、水槽、水濾過装置、浄化システム、食品業界における防腐剤、シャンプー、クリーム、モイスチャライザー、手指消毒剤、石鹸などのようなパーソナルケア製品が挙げられる。医療用の用途の例としては、全てのあらゆる医療用デバイスが挙げられる。そのような「表面」には、使い捨ての用途であるかまたは反復使用が意図されるかを問わず、様々な機器およびデバイスの内側および外側の面が含まれ得る。例として、外科用メス、針、鋏、および侵襲的外科手術、治療的または診断的手順において使用される他のデバイスを含む医療用途に適合させた製品の全ての領域;患者からの流体の除去または患者への流体の送達のための人工血管、カテーテル、および他のデバイス、人工心臓、人工腎臓、整形外科用の釘、プレート、およびインプラントを含む、埋め込み型医療用デバイス;カテーテルおよび他の管(泌尿器科用の管、および胆汁用の管、気管内チューブ、末梢血管から挿入可能な中心静脈カテーテル、透析用カテーテル、長期治療用中心静脈カテーテル、末梢静脈カテーテル、短期治療用中心静脈カテーテル、動脈カテーテル、肺カテーテル、Swan−Ganzカテーテル、尿カテーテル、腹膜カテーテルを含む)、尿用デバイス(長期治療用尿用デバイス、組織接合尿用デバイス、人工尿道括約筋、尿道拡張器を含む)、シャント(心室シャントまたは動静脈シャントを含む);プロテーゼ(乳房インプラント、陰茎プロテーゼ、血管移植プロテーゼ、心臓弁、人工関節、人工咽頭、耳鼻科用インプラントを含む)、血管カテーテルポート、創部排液チューブ、水頭症シャント、ペースメーカー、および埋め込み型除細動器、歯科用インプラント、充填剤(filings)、総義歯などが挙げられる。他の例は、これらの分野の専門家に容易に明らかとなろう。医療環境下でみられる表面にはまた、医療用機材の部品の内面および外面、健康管理の設定において摩減したまたは人に持ち運ばれる医療用ギアも含まれる。そのような表面には、医療用の手順に、あるいは、酸素の、ネブライザーの中の溶解させた薬物の、および麻酔薬の投与を含む、呼吸器の処置に使用される医療用装置、管、およびキャニスターの調製に使用される領域にあるカウンタートップならびに備品が含まれ得る。医療機関において感染性生物に対する生物学的障壁として意図される表面、例えば、手袋、エプロン、および安全マスクもまた、そのような表面に含まれる。生物学的障壁に一般的に使用される材料は、ラテックス系のものであっても、ラテックス系ではないものであってもよい。ラテックス系ではない生物学的障壁の材料の一例として、ビニルを挙げることができる。他のそのような表面には、滅菌されるようには意図されていない医療用または歯科用機材の柄およびケーブル線が含まれ得る。さらに、そのような表面は、チューブの滅菌されていない外面、および血液もしくは体液または他の危険な生体材料に一般的に遭遇する領域に見られる他の装置を含み得る。1つの例では、バイオフィルムは、カテーテルおよび医療用インプラント上に構成され得る。
【0082】
別の態様では、真菌感染もしくは蔓延の処置、または真菌の除去の方法が提供される。この方法には、薬学的有効量の本明細書中に記載されるペプチドの投与が含まれる。本明細書中で使用される場合は、用語「真菌」(および「真菌感染」のようなその派生語)には、以下の属の生物(またはそれらの生物が原因である感染)についての言及が含まれるが、これらに限定されるわけではない:Absidia、Ajellomyces、Arthroderma、Aspergillus、Blastomyces、Candida、Cladophialophora、Coccidioides、Cryptococcus、Cunninghamella、Epidermophyton、Exophiala、Filobasidiella、Fonsecaea、Fusarium、Geotrichum、Histoplasma、Hortaea、Issatschenkia、Madurella、Malassezia、Microsporum、Microsporidia、Mucor、Nectria、Paecilomyces、Paracoccidioides、Penicillium、Pichia、Pneumocystis、Pseudallescheria、Rhizopus、Rhodotorula、Scedosporium、Schizophyllum、Sporothrix、Trichophyton、およびTrichosporon。
1つの例では、真菌として以下を挙げることができるが、これらに限定されるわけではない:Absidia corymbifera、Ajellomyces capsulatus、Ajellomyces dermatitidis、Arthroderma benhamiae、Arthroderma fulvum、Arthroderma gypseum、Arthroderma incurvatum、Arthroderma otaeおよびArthroderma vanbreuseghemii、Aspergillus flavus、Aspergillus fumigatusおよびAspergillus niger、Blastomyces dermatitidis、Candida albicans、Candida glabrata、Candida guilliermondii、Candida krusei、Candida parapsilosis、Candida tropicalisおよびCandida pelliculosa、Cladophialophora carrionii、Coccidioides immitisおよびCoccidioides posadasii、Cryptococcus neoformans、Cunninghamella Sp、Epidermophyton floccosum、Exophiala dermatitidis、Filobasidiella neoformans、Fonsecaea pedrosoi、Fusarium solani、Geotrichum candidum、Histoplasma capsulatum、Hortaea werneckii、Issatschenkia orientalis、Madurella grisae、Malassezia furfur、Malassezia globosa、Malassezia obtusa、Malassezia pachydermatis、Malassezia restricta、Malassezia slooffiae、Malassezia sympodialis、Microsporum canis、Microsporum fulvum、Microsporum gypseum、Microsporidia、Mucor circinelloides、Nectria haematococca、Paecilomyces variotii、Paracoccidioides brasiliensis、Penicillium marneffei、Pichia anomala、Pichia guilliermondii、Pneumocystis jiroveci、Pneumocystis carinii、Pseudallescheria boydii、Rhizopus oryzae、Rhodotorula rubra、Scedosporium apiospermum、Schizophyllum commune、Sporothnx schenckii、Trichophyton mentagrophytes、Trichophyton rubrum、Trichophyton verrucosumおよびTrichophyton violaceum、ならびにTrichosporon asahii、Trichosporon cutaneum、Trichosporon inkinおよびTrichosporon mucoides。
【0083】
別の態様では、本明細書中に記載されるペプチドを含有しているキットおよびその説明書が提供される。
【0084】
別の態様では、医薬品として使用される本明細書中に記載されるペプチドが提供される。1つの例では、医薬品はさらに第2の治療薬を含有し得る。
【0085】
別の態様では、本明細書中に記載されるペプチドを含有している組成物が提供される。1つの例では、組成物はさらに第2の治療薬を含有し得る。
【0086】
1つの例では、本明細書中に記載される方法、使用、またはキットはさらに、第2の治療薬を含有し得る。1つの例では、本明細書中に記載される方法はさらに、第2の治療薬の投与を含み得る。1つの例では、本明細書中に記載される医薬品はさらに、第2の治療薬を含み得る。1つの例では、医薬品は第2の治療薬とともに投与され得る。1つの例では、キットにはさらに、第2の治療薬が含まれ得る。
【0087】
1つの例では、第2の治療薬は、本開示のペプチドとは別に投与されてよく、また、本開示のペプチドと一緒に投与されてもよい。1つの例では、第2の治療薬はさらなる抗微生物剤であってよく、また、異なる抗微生物剤であってもよい。1つの例では、抗微生物剤として、抗真菌剤、抗ウイルス剤、抗菌剤、または抗生物質、および抗寄生虫剤を挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。1つの例では、抗微生物剤は抗生物質である。
【0088】
1つの例では、抗生物質として以下を挙げることができるが、これらに限定されるわけではない:アンピシリン、バカンピシリン、カルベニシリンインダニル、メズロシリン、ピペラシリン、チカルシリン、アモキシシリン・クラブラン酸、アンピシリン・スルバクタム、ベンジルペニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、メチシリン、オキサシリン、ペニシリンG、ペニシリンV、ピペラシリン・タゾバクタム、チカルシリン・クラブラン酸、ナフシリン、第1世代セファロスポリン、セファドロキシル、セファゾリン、セファレキシン、セファロチン、セファピリン、セフラジン、セファクロル、セファマンドール、セフォニシド、セフォテタン、セフォキシチン、セフプロジル、セフトメタゾール、セフロキシム、ロラカルベフ、セフジニル、セフチブテン、セフォペラゾン、セフィキシム、セフォタキシム、セフポドキシムプロキセチル、セフタジジム、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフェピム、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、クリンダマイシン、ジリスロマイシン、エリスロマイシン、リンコマイシン、トロレアンドマイシン、シノキサシン、シプロフロキサシン、エノキサシン、ガチフロキサシン、グレパフロキサシン、レボフロキサシン、ロメフロキサシン、モキシフロキサシン、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、オフロキサシン、スパルフロキサシン、トロバフロキサシン、オキソリン酸、ゲミフロキサシン、ペフロキサシン、イミペネム・シラスタチン、メロペネム、アズトレオナム、アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、ストレプトマイシン、トブラマイシン、パロモマイシン、テイコプラニン、バンコマイシン、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、メタサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン、クロロテトラサイクリン、マフェニド、スルファジアジン銀、スルファセタミド、スルファジアジン、スルファメトキサゾール、スルファサラジン、スルフィソキサゾール、トリメトプリン・スルファメトキサゾール、スルファメチゾール、リファブチン、リファンピン、リファペンチン、リネゾリド、ストレプトグラミン、キヌプリスチン・ダルホプリスチン、バシトラシン、クロラムフェニコール、ホスホマイシンン、イソニアジド、メテナミン、メトロニダゾール、ムピロシン、ニトロフラントイン、ニトロフラゾン、ノボビオシン、ポリミキシン、スペクチノマイシン、トリメトプリン、コリスチン、シクロセリン、カプレオマイシン、エチオナミド、ピラジナミド、パラアミノサリチル酸、コハク酸エリスロマイシンエチル、ミコナゾール、ケトコナゾール、クロトリマゾール、エコナゾール、ビホナゾール、ブトコナゾール、フェンチコナゾール、イソコナゾール、オキシコナゾール、セルタコナゾール、スルコナゾール、チオコナゾール、フルコナゾール、イトラコナゾール、イサブコナゾール、ラブコナゾール、ポサコナゾール、ボリコナゾール、テルコナゾール、テルビナフィン、アモロルフィン、ナフチフィン、ブテナフィン、アニデュラファンギン、カスポファンギン、ミカファンギン、安息香酸、シクロピロックス、トルナフテート、ウンデシレン酸、フルシトシン、または5−フルオロシトシン、グリセオフルビン、ハロプロジン、およびこれらの組み合わせ。
1つの例では、抗生物質として、ナリジクス酸、ゲンタマイシン、エリスロマイシン、ストレプトマイシン、およびカナマイシンを挙げることができるが、これらに限定されるわけではない。
【0089】
用語「減少する(decrease)」、「低下した(reduced)」、「低下(reduction)」、「減少(decrease)」、「除去(removal)」、または「阻害する(inhibit)」は全て、一般的には、統計学的に有意な量の減少を意味するように本明細書中で使用される。しかし、疑義が生じるのを避けるために、「低下した(reduced)」、「低下(reduction)」、または「減少(decrease)」、「除去(removal)」、または「阻害する(inhibit)」は、基準レベルと比較して少なくとも10%の減少、例えば、基準レベル(例えば、本明細書中に記載されるペプチドの非存在下)と比較した、少なくとも約20%、または少なくとも約30%、または少なくとも約40%、または少なくとも約50%、または少なくとも約60%、または少なくとも約70%、または少なくとも約80%、または少なくとも約90%、または100%減少(例えば、基準試料と比較してレベルが存在しないこと)を含む100%までの低下、あるいは基準レベルと比較した10〜100%の間の任意の低下を意味する。
【0090】
別の態様では、細菌感染の処置、または細菌の除去、または内毒素の中和、または真菌感染もしくは蔓延の処置、または真菌の除去のための医薬品の製造における本開示のペプチドの使用が提供される。1つの例では、この使用には、それが必要な被験体への投与のために本開示のペプチドを提供する工程がさらに含まれ得る。1つの例では、医薬品が、それが必要な被験体に投与される。
【0091】
1つの例では、被験体または患者は、動物、哺乳動物、ヒトであり得、これには、ウシ、ブタ、ウマ、イヌ、オオカミ、ネコ、マウス、ヒツジ、鳥、魚、ヤギ、カラス、ダニ(acrine)、またはイルカ(delphine)として分類される動物が含まれるが、これらに限定されるわけではない。1つの例では、患者はヒトであり得る。
【0092】
1つの例では、本明細書中に記載されるペプチドは、組成物または薬学的組成物として提供され得る。本明細書中に記載される組成物は、局所処置が望ましいか、または全身的処置が望ましいかに応じて、多数の方法で投与され得る。投与は、局所、肺(例えば、ネブライザーによる場合を含む、粉末もしくはエアロゾルの吸入または吹送による;気管内、鼻腔内、表皮、および経皮)、または全身(例えば、経口)ならびに/あるいは非経口であり得る。非経口投与には、静脈内、動脈内、皮下、腹腔内、もしくは筋肉内への注射または注入;あるいは、頭蓋内、例えば、髄腔内、または心室内への投与が含まれる。1つの例では、投与経路は、全身投与、経口投与、静脈内投与、および非経口投与からなる群より選択され得る。
【0093】
経口投与のための組成物および処方物としては、粉末剤または顆粒剤、水もしくは非水性媒体中の懸濁剤または液剤、カプセル剤、小袋に入った薬(sachets)、または錠剤が挙げられる。増粘剤、着香料、希釈剤、乳化剤、分散補助剤、または結合剤が所望され得る。
【0094】
非経口、髄腔内、または心室内投与のための組成物および処方物には、滅菌された水溶液が含まれ得、滅菌された水溶液には、緩衝液、希釈剤、および限定されるわけではないが、透過促進剤、担体化合物、および他の薬学的に許容され得る担体または賦形剤のような他の適切な添加剤もまた含まれ得る。
【0095】
本明細書中に記載される組成物として、液剤、糊状剤、軟膏、クリーム剤、ヒドロゲル、乳剤、リポソームを含有している処方物、およびコーティング剤(coatings)が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらの組成物は、予め形成させた液体、自ら乳化する固体、および自ら乳化する半固体を含むがこれらに限定されるわけではない様々な成分から生成され得る。
【0096】
本明細書中に記載される処方物(好都合には単位剤形で提示され得る)は、薬学業界でよく知られている従来技術にしたがって調製され得る。このような技術には、有効成分の薬学的担体(単数または複数)または賦形剤(単数または複数)との会合をもたらす工程が含まれる。一般的には、処方物は、有効成分の液体担体もしくは微紛化された固体担体またはこれらの両方との均一かつ緊密な会合をもたらすこと、その後、必要であれば、生成物を成形することにより、調製される。
【0097】
本明細書中に記載される組成物は、錠剤、カプセル剤、液体シロップ、ソフトゲル、坐薬、および浣腸剤を含むがこれらに限定されるわけではない、多くの可能な剤形のうちの任意のものに処方され得る。本明細書中に記載される組成物はまた、水性媒体、非水性媒体、または混合媒体中の懸濁剤としても処方され得る。水性懸濁剤にはさらに、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトール、および/またはデキストランを含む、懸濁剤の粘性を高める物質が含まれ得る。懸濁剤にはまた、安定剤も含まれ得る。
【0098】
1つの例では、薬学的組成物が処方され、発泡体として使用され得る。薬学的発泡体としては、限定されるわけではないが、乳剤、マイクロエマルジョン、クリーム剤、ゼリー、およびリポソームのような処方物が挙げられる。基本的には性質は類似しているが、これらの処方物は、最終的な生成物の成分や軟度が異なる。
【0099】
本明細書中に記載される組成物はさらに、薬学的組成物中に従来からみられる他の補助剤成分を含み得る。したがって、例えば、組成物は、かゆみ止め、収斂剤、局所麻酔薬、または抗炎症薬のようなさらなる適合性の薬学的活性がある材料を含み得るか、あるいは、着色料、着香料、防腐剤、抗酸化剤、乳白剤、増粘剤、および安定剤のような、本発明の組成物の様々な剤形の物理的処方に有用なさらなる材料を含み得る。しかし、そのような材料は、添加されても、本開示の組成物の成分の生物学的活性を過度に妨害しないものであるべきである。処方物は、滅菌することができ、所望される場合は、処方物のペプチド(単数または複数)と有害となるような相互作用をしない助剤、例えば、潤滑剤、防腐剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤、浸透圧に影響を与えるための塩、緩衝液、色素、香料、および/または芳香物質などと混合することができる。
【0100】
用語「薬学的有効量」は、本明細書中で使用される場合、その意味に、所望される効果を提供する、すなわち、少なくとも1.0の微生物数におけるLog減少を引き起こす(これは、10のうちの1未満しか微生物が残らないことを意味する)ために十分であるが、毒性ではない、本明細書中に記載される化合物の量を含む。本開示の改変されたペプチドは、少なくとも約2.0、または少なくとも約3.0、または少なくとも約4.0、または少なくとも約5.0、または少なくとも約6.0、または少なくとも約7.0の、微生物数におけるLog減少を提供し得る。必要とされる正確な量は、処置されている種、被験体の年齢および全身状態、処置されている状態の重篤度、投与されている特定の薬剤、投与の方式などの要因に応じて、被験体ごとに様々である。したがって、正確な「有効量」を具体的に記載することは不可能である。しかし、任意の所与の症例については、適切な「有効量」が日常的に行われる実験のみを使用して当業者により決定され得る。
【0101】
投薬は、処置される疾患状態の重篤度および反応性に依存し、処置の過程は数日から数か月間、または治癒が達成されるかもしくは疾患状態の縮小が達成されるまで継続する。最適な投薬スケジュールは、患者の体内での薬物の蓄積の測定により計算することができる。投与を行う医師は、最適用量、投薬方法、および反復速度を容易に決定することができる。最適用量は、組成物の相対的効力に応じて変わり得、一般的には、in vitroおよびin vivoの動物モデルにおいて有効であるとみられるEC50に基づいて、または本明細書中に記載される例に基づいて概算することができる。一般的に、用量は、0.01μg〜100g/kg体重までであり、1日に、1週間に、1か月に、または1年に1回以上投与され得る。処置を行う医師は、体液または組織内での薬物の測定された滞留時間および濃度に基づいて投薬の反復速度を概算することができる。処置が成功した後、疾患状態の再発を防ぐために、被験体が維持療法を受けることが望ましい場合がある。ここでは、0.01μg〜100g/kg体重までの範囲の維持量の組成物が、1日に1回以上から2年毎に1回までで投与される。
【0102】
1つの例では、組成物は、約0.01μg、0.05μg、0.1μg、0.5μg、1μg、5μg、10μg、20μg、30μg、40μg、50μg、60μg、70μg、80μg、90μg、100μg、110μg、120μg、130μg、140μg、150μg、160μg、170μg、180μg、190μg、200μg、210μg、220μg、230μg、240μg、250μg、260μg、270μg、280μg、290μg、500μg、1mg、1.5mg、2mg、2.5mg、3mg、3.5mg、4mg、5mg、10mg、15mg、20mg、25mg、30mg、35mg、40mg、45mg、50mg、75mg、100mg、125mg、150mg、175mg、200mg、225mg、250mgのうちのいずれか1つから、約0.01μg、0.05μg、0.1μg、0.5μg、1μg、5μg、10μg、20μg、30μg、40μg、50μg、60μg、70μg、80μg、90μg、100μg、110μg、120μg、130μg、140μg、150μg、160μg、170μg、180μg、190μg、200μg、210μg、220μg、230μg、240μg、250μg、260μg、270μg、280μg、290μg、500μg、1mg、1.5mg、2mg、2.5mg、3mg、3.5mg、4mg、5mg、10mg、15mg、20mg、25mg、30mg、35mg、40mg、45mg、50mg、75mg、100mg、125mg、150mg、175mg、200mg、225mg、250mg、300mg/kg患者体重のうちのいずれか1つまでの間の量で投与され得る。
【0103】
1つの例では、投与される組成物の濃度は、約1〜約100mg/Kg患者体重、約5〜約100mg/Kg患者体重、約10〜約100mg/Kg患者体重、約20〜約100mg/Kg患者体重、約30〜約100mg/Kg患者体重、約1〜約50mg/Kg患者体重、約5〜約50mg/Kg患者体重、および約10〜約50mg/Kg患者体重である。
【0104】
本明細書中で使用される場合、処方物の成分の量または濃度の状況における用語「約」は、典型的には、記載される値の+/−5%、より典型的には、記載される値の+/−4%、より典型的には、記載される値の+/−3%、より典型的には、記載される値の+/−2%、なおより典型的には、記載される値の+/−1%、そしてなおより典型的には、記載される値の+/−0.5%を意味する。
【0105】
本明細書中に実例として記載される発明は、本明細書中では具体的には開示されていない任意の要素(単数または複数)、限定(単数または複数)の非存在下で適切に実施され得る。したがって、例えば、用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、「含む(containing)」などは、拡張して、そして限定を伴わないものとして読まれるべきである。さらに、本明細書中で使用されるこれらの用語および表現は、限定ではなく、説明の用語として使用されており、そのような用語および表現の使用において、示され、記載される特徴またはその一部との任意の等価物を排除する意図はないが、様々な改変が請求される本発明の範囲内で可能であることが認識される。したがって、本発明は、好ましい実施形態および随意の特徴により具体的に開示されているが、開示された本明細書中で具体化された本発明の改変およびバリエーションが当業者により行使され得ること、そのような改変およびバリエーションが本発明の範囲にあるとみなされるものと理解されるべきである。
【0106】
本明細書中で使用される場合、用語「本質的に〜からなる(consisting essentially of)」は、所定の例について必要とされる要素をいう。この用語は、本発明のその例の基本的、かつ新規の、または機能的特徴(単数または複数)に実質的には影響を及ぼさないさらなる要素の存在を許容する。
【0107】
用語「からなる(consisting of)」は、その所定の例に記載されていない任意の要素を除外する、本明細書中に記載される組成物、方法、およびそれぞれの成分をいう。
【0108】
本発明は、本明細書中に概括的かつ一般的に記載されている。より狭い種、および属の開示に含まれる亜属の分類のそれぞれもまた、本発明の一部を構成する。切り取られた材料が本明細書中に具体的に記述されているかどうかにはかかわらず、ただし、属に由来する任意の目的物を除外する条件または消極的な限定付きで、これには、本発明の属の記述が含まれる。
【0109】
他の実施形態は、以下の特許請求の範囲および非限定的な例に含まれる。加えて、本発明の特徴または態様がマーカッシュ群(Markush groups)に関して記載されている場合は、それにより、本発明が、マーカッシュ群の任意の個々のメンバーまたはマーカッシュ群のメンバーのサブグループに関しても記載されていることを、当業者は認めるであろう。
【実施例】
【0110】
実施例1 感受性試験−基本的なスクリーニング
材料および方法:
本研究で使用したV2二量体および全てのリポペプチド(図1A)は、Mimotopesから購入した。全てのペプチドを、滅菌水に溶解させて1000μg/mLのストック溶液とすることにより準備した。最小発育阻止濃度(MIC)の決定は、Clinical and Laboratory Standards Institute(CLSI)により記載されている微量液体希釈法(broth macro−dilution method)を使用して、Mueller Hinton Broth(MHB)中で行った。次に、陽イオンで調節したMHB(CA−MHB)を使用して、試験管の中に化合物の段階的な2倍希釈物を調製した。接種源懸濁物の濃度もまた、MHBを使用しておよそ5×l0コロニー形成単位(CFU)/mLに調整した。細菌を、読み取りの前に35℃で24時間、化合物とともにインキュベートした。本研究では、使用したグラム陽性株は、Staphylococcus aureus DM4001およびメチシリン耐性Staphylococcus aureus(MRSA)DM9808であった。使用したグラム陰性株は、Klebsiella pneumoniae DM4299、Pseudomonas aeruginosa ATCC23155、およびEscherichia coli ATCC27922であった。
【0111】
表1A.抗菌活性:V2D、脂質改変されたV2D(C2〜C14)のMIC値
【表1A】
【0112】
表1B.抗菌活性:G2D、脂質改変されたG2D(C2〜C14)のMIC値
【表1B】
【0113】
V2Dと比較して、C8−V2DおよびC10−V2Dは、グラム陽性細菌およびグラム陰性細菌に対して改善された抗微生物活性を示す(表1A)。G2Dと比較して、C8−G2DおよびV10−G2Dの抗微生物特性は、グラム陽性細菌に対して改善された抗微生物特性を示す(表1B)。
【0114】
実施例2 感受性試験−V2D、C8−V2D、およびC10−V2Dについてのさらなるスクリーニング
材料および方法:
本研究で使用した細菌を以下の表2Aおよび2Bに列挙する。使用した方法は上記実施例1に記載したとおりである。
結果:
【0115】
表2A.メチシリン感受性Staphylococcus aureus(MSSA)株およびメチシリン耐性Staphylococcus aureus株のパネルに対するV2D、C8−V2D、およびC10−V2Dの抗菌活性
【表2A】
【0116】
表2B.MSSA株およびMRSA株のパネルに対するV2D、C8−V2D、およびC10−V2Dの抗菌活性
【表2B】
【0117】
S.aureus(MSSAおよびMRSA):
試験した全ての株:16
i)C8V2D−8つの株については2倍改善した。1つの株については4倍改善した。
改善率(% Improvement)=56.3%
ii)C10V2D−10の株については2倍改善した。
改善率(%)=62.5%
【0118】
P.aeruginosa:
試験した全ての株:10
i)C8V2D−7つの株については2倍改善した。1つの株については4倍改善した。
改善率(%)=80%
ii)C10V2D−7つの株については2倍改善した。1つの株については4倍改善した。
改善率(%)=80%
【0119】
実施例3 時間−死滅反応速度
材料および方法
時間−死滅研究に使用した細菌は、18〜20時間のトリプチックソイ寒天プレート(Tryptic Soy Agar(TSA)plate)から単離された。その後、接種源を懸濁し、0.31mMのリン酸塩緩衝液中に、10〜10CFU/mLを含む細菌懸濁液が得られるように調整した。次に、接種源を様々な濃度のC8V2Dで処理した。この混合物を35℃でインキュベートした。培養物のアリコートを、プレートの生菌計数のために、0、10分、30分、1時間、2時間、5時間、および24時間で取り出した。これらのアリコートをDey−Engley(D/E)Neutralization Brothを使用して10倍に段階希釈し、その後、20μLの各希釈物を表面塗抹法を使用してTSAプレート上に平板培養した。次に、これらのプレートを35℃で48〜72時間インキュベートした。細胞の生存性を、プレート上に生育したコロニーを数え上げることにより評価した。殺菌活性は、それぞれのアッセイの開始時の未処理の対照と比較した、抗微生物物質で処理した培養物中での生菌数の3−logの減少と定義した。試験したプレート上への抗微生物剤の持越しの可能性を評価するために、5cおよび6の存在下、ならびに非存在下の段階希釈物中の対照とした株を試験した。本研究に使用した細菌はP.aeruginosa ATCC23155であった。
【0120】
図1に見られるように、2×および4×MICで20〜30分で3−logの減少が、本実施例のin vitroでの時間−死滅反応速度アッセイにおいて観察された。これにより、C8V2DがPseudomonas aeruginosaを迅速に死滅させることができることが明らかにされている。
【0121】
実施例4 in vitroおよびin vivoでの毒性
4A.溶血アッセイ
材料および方法
ニュージーランド白ウサギの新鮮な赤血球(RBC)を本実験に使用した。入手したRBCを、3000rpmで10分間遠心分離した。上清を取り除き、滅菌したPBS緩衝液(20mM、100mMのNaCl、pH7)で2回洗浄した。RBCをさらに、PBS中の8%のストック溶液に希釈した。ペプチドを所望するストック濃度でPBS中に溶解させた。化合物をRBCと混合したとき、所望する4%のRBCの濃度を得た。C14V2DおよびC16V2Dについては、これらを、所望するストック濃度でジメチルホルムアミド((CHNCH;DMF)中に溶解させた。化合物をRBCと混合したとき、所望する濃度の4%のRBCおよび0.5%のDMFを得た。<1%のDMF濃度を、これがRBCに対して無視できるほどしか溶血活性を有していないので、使用した。この混合物を1.5mLの遠心分離管に添加し、37℃で1時間インキュベートした。インキュベーション後、血液を4℃にて、3000rpmで3分間遠心分離した。100μLの上清を透明な96ウェルプレートに移した。吸光度(abs)を、マイクロプレートリーダー(TECAN Infinite 200M Pro)を使用して576nmで測定した。2%のTriton X−100を陽性対照として使用した。PBSを陰性対照として使用した。放出されたヘモグロビンの量を、以下の方程式を使用して計算した:
【0122】
結果:
【0123】
表3A.ペプチドおよび脂質改変ペプチド二量体の溶血活性
【表3A】

溶血率(%)=20mg/mLで3.3%
PBS中での値。DMF中のHC10は173.3±35.2mg/mLである。
DMF中での値。C16V2DはPBSに溶解させることができなかった。
選択性=HC10/MIC
【0124】
HC10は、赤血球からの10%のヘモグロビンの放出を誘導するペプチドの濃度である。表3Aは、V2DおよびC2−C10 V2Dが2000μg/mLまでは非溶血性であったことを示している。したがって、V2DおよびC2−C10 V2Dは細菌膜に対して非常に特異的である。C12V2Dはより強力な溶血活性を示し、C14およびC16V2Dは、より低い濃度でかなりの溶血を引き起こした。一般的には、溶血活性は、ペプチド二量体にカップリングした脂質の長さに伴い増大し、したがって、選択性は脂質の長さの増大に伴い低下した。
【0125】
4B.in vitroでの毒性試験
乳酸デヒドロゲナーゼアッセイ
スクリーニングした個々の化合物の細胞傷害性を、乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)アッセイにより決定した。簡単に説明すると、ヒトの角膜の線維芽細胞を、96ウェルの乳白色のプレート(SPL Life Sciences Inc)中に、1ウェルあたり10,000の細胞の密度で平板培養した。様々な濃度の試験化合物および対照を、最終的な容量が各ウェル中で100μlとなるように、適切なウェルに添加した。試験化合物への4時間の暴露の後、プレートを37℃のインキュベータから取り出し、22℃で30分間平衡させた。100μLのCyto−TOX One試薬(Promega Inc.USA)を各ウェルに添加し、製造業者の説明書にしたがってLDHアッセイを行った。蛍光を、560nmの励起波長および590nmの発光波長で、マイクロプレートリーダー(Tecan Infinite 200 Pro、スイス国)を使用して評価した。1%のTriton X−100に暴露した細胞を陽性対照として使用し、LDHの最大放出として処理した。各化合物の特異的細胞傷害性の百分率を以下の式を使用して決定した(I=強度):
%細胞傷害性=[(I実験)−(I陰性対照)]/[(I陽性対照)−(I陰性対照)]×100
【0126】
4C.細胞生存性(ATP)アッセイ
細胞を、96ウェルの乳白色のプレート(SPL Life Sciences Inc.、韓国)中に、1ウェルあたり10,000の細胞の密度で平板培養した。様々な濃度の試験化合物および対照を、最終的な容量が各ウェル中で100μlとなるように、適切なウェルに添加した。試験化合物への4時間の暴露の後、プレートを37℃のインキュベータから取り出し、22℃で30分間平衡させた。100μLのCellTiter−Glo試薬(Promega Inc.USA)を各ウェルに添加し、製造業者の説明書にしたがってATPアッセイを行った。発光を、マイクロプレートリーダー(Tecan Infinite 200 Pro、スイス国)を使用して評価した。1%のTriton X−100に暴露した細胞を陽性対照として使用した。各化合物の細胞生存性の百分率を以下の式を使用して決定した(L=検出した発光):
%生存性=[(L陰性対照)−(L実験)]/[(L陰性対照)−(L陽性対照)]×100
【0127】
結果:
表3B.V2Dと比較したC8V2Dのin vitroでの毒性
【表3B】

[a]細胞傷害性の50%を誘導し、細胞生存性の50%を低下させる毒性濃度(TC50)。
【0128】
4D.in vivoでの局所毒性試験および急性毒性試験
材料および方法:
National University of Singaporeから購入した野生型C57BL6(6〜8週齢)(20〜30グラム重)のマウスを本研究に使用した。全ての動物を1週間の順化の後に利用し、温度制御された(23±2℃)、12時間の明暗サイクルおよび湿度(55〜60%)の、空調設備のある部屋に入れた。全ての動物を、Use of Animals in Ophthalmic and Vision Research、the guide for the Care and Use of laboratory animals(National Research Council)についてのAssociation for Research in Vision and Ophthalmology(ARVO)の説明書にしたがい、Singhealth Experimental Medical Centre(SEMC)の監督下で行った。角膜の毒性を調べるために、3匹の正常でありかつ健康な野生型マウスを無作為に選択し、10mMのPBS中の1mg/mlおよび3mg/mlのC8V2Dで処置した。C8V2Dを、4日間、5回/日で局所適用した。角膜の透明度を、適用後4日まで毎日追跡調査のためにスリットランプ顕微鏡検査法によりチェックした。急性の全身毒性を研究するために、C8V2Dを、静脈内経路および腹腔内経路により投与した。それぞれの経路について2匹のマウスを選択し、全ての死亡率、罹患率、または毒性の兆候を観察し、記録するために、24時間を通じて注意深くモニターした。全体の剖検を、全ての死亡例または瀕死の動物について行うことにした。
【0129】
結果
表3C.in vivoでの局所毒性試験および急性毒性試験におけるC8V2Dの安全濃度
【表3C】
【0130】
in vitroおよびin vivoでの毒性プロフィールはいずれも、C8V2Dが安全であることを示している。C8V2Dは、新規の薬効範囲が広い抗微生物物質であり、これは、in vitroおよびin vivoでの研究に基づくと非毒性である。
【0131】
実施例5 グラム陰性細菌のリポ多糖(LPS)に対する本開示のペプチドおよび脂質改変ペプチドの可能性がある効果を研究するための、LPSの中和研究
材料および方法
リポ多糖(LPS)の中和を、製造業者のプロトコールに重要ではない改変を加えて、pierce Limulus Amoebocyte Lysate(LAL)色素生成性内毒素定量化キット(Thermo Scientific)を使用して評価した。LALは、LPSの存在下で一連の反応において活性化される酵素を含む。このカスケードにおいて活性化される最後の酵素は、発色団を色素生成性基質からパラニトロアニリン(PNA)へと分割し、黄色を生じさせる。放出されたPNAの量は405nmで測光法により測定され、これは、このシステム中のLPSの量に比例する。簡単に説明すると、マイクロプレートを最初に、37℃で10分間、加熱ブロック中で平衡させた。その後、所望する濃度の脂質改変ペプチドをマイクロプレートウェルにピペットし、37℃で5分間インキュベートした。次に、この混合物をLALと37℃で10分間インキュベートし、続いて、37℃で、2mMの基質溶液とインキュベーションした。10分後、25%の酢酸を各ウェルに添加して反応を停止させ、405〜410nmで吸光度を測定した。次に、LPSの50%を中和するための有効濃度(NC50)を決定した。本研究では、Escherichia coli 0111:B4由来のLPS(Sigma Aldrich)とP.aeruginosa 10由来のLPS(Sigma Aldrich)を使用した。
【0132】
結果
表4A.E.coliのLPSの50%を中和するためのV2Dおよび脂質改変されたV2Dの有効濃度の値
【表4A】
【0133】
表4B.P.aeruginosaのLPSの50%を中和するためのV2Dおよび脂質改変されたV2Dの有効濃度(NC50)の値
【表4B】
【0134】
結果:
より長い脂質の長さ(n≧6)を持つ脂質改変ペプチドは、LPSを効率よく中和することができた。LPSを有意に中和するための重要な鎖の長さは、n=6であった。E.coliのLPSについては、V2Dと比較して、LPSの中和の改善があった:C6V2D=7.8倍;C8V2D=20倍、およびC10V2D=38倍(図3および表4Aを参照のこと)。
【0135】
類似するパターンが、P.aeruginosaのLPSの中和について得られた(図2Bおよび表4B)。しかし、P.aeruginosaのLPSの50%を中和するために必要な濃度は、E.coliのLPSよりも高かった。V2Dと比較したLPSの中和の改善は以下のとおりであった:C6V2D=1.6倍、C8V2D=2.6倍、およびC10V2D=3.2倍(図3Aおよび表4Aを参照のこと)。
【0136】
実施例6 リポ多糖を用いて脂質改変ペプチドの結合能力を研究するためのLPS−ボディパイ置換アッセイ
ボディパイTRカダベリン(BC)は、LPS結合アッセイにおいて使用される蛍光プローブである。LPSのリピドA部分に対するBCの結合は、イオン性架橋を介して複合体を形成する。ポリミキシンBのような外膜透過化物質(Outer−membrane permeabiliser)は、LPSのリピドAからBCを置き換えて、蛍光強度の増大を引き起こす脱クエンチ効果を導くであろう。ボディパイTRカダベリンをDMFに溶解させ、TRIS緩衝液(50mM、pH7.4)で希釈した。等容量の100μg/mLのLPSおよび10μΜのボディパイTRカダベリンを一緒に混合し、この混合物のアリコートを、SPL 96ブラックウェルプレート(SPL Life Sciences)中の所望する濃度の脂質改変ペプチドに添加した。40μΜのポリミキシンBをこの実験において陽性対照として使用した。蛍光の読み取り値を、TECAN infinite 200マイクロプレートリーダーにより、580nmの励起波長および620nmの発光波長で測定した。
【0137】
図4は、本開示のペプチドおよび脂質改変ペプチドによるBodipyからのBSの置換を示す。一般的には、S字状曲線を、LPS結合がC8−C16V2D(グラフはまだプラトーになっていない)についてはより強い全てのペプチドについて得た。データは、脂質ぺプチドがLPSに結合でき、リピドAからBodipyを置き換えることができることを示している。
【0138】
実施例7 外膜またはLPSの透過化に対するぺプチドおよびリポペプチドの効果を研究するためのNPN外膜透過化アッセイ
材料および方法
外膜の外葉を構成しているリポ多糖(LPS)分子の存在が原因で、外膜は、1−N−フェニルナフチルアミン(NPN)のような外部の疎水性分子の侵入を防ぐことができる。抗微生物性の脂質改変ペプチド(リポペプチド)が細菌の外膜を透過できるかどうかを調べるために、リン脂質環境中で高い蛍光を示すが、水性の環境下では蛍光を十分には発しないNPNを使用した。臨床分離株E.coli ATCC 8739を、指数増殖期の初期に回収し、5mMのHEPES緩衝溶液(2mMのEDTA、pH7)に、670nmで0.35の光学密度[OD630]が得られるまで懸濁した。40μMのNPNストック溶液(C10NHC)を、アセトンにNPNを溶解させることにより調製し、5mMのHEPES緩衝液で希釈した。次に、細菌懸濁物を、96ブラックウェルプレート(SPL Life Sciences)中の40μMのNPN溶液に添加した。所望する濃度のリポペプチドをウェルプレートに添加し、十分に混合した。ウェルプレート中のNPNの最終濃度は20μΜであった。5mMのHEPESの添加を、本実験において陰性対照として使用した。蛍光読み取り値を、TECAN infinite 200マイクロプレートリーダーにより、355nmの励起波長および405nmの発光波長で測定した。
【0139】
結果:
図5で観察されるように、NPNアッセイは、本開示の脂質改変ペプチドがリポ多糖を透過化できたことを示している。C8V2D−C14V2DはV2Dよりも優れた透過化効果を有している。
【0140】
実施例8 商業的に入手可能な抗生物質を用いたリポペプチドの相乗作用の研究
目的:相乗作用性物質(SYNERGISTIC AGENT)としてのリポペプチドのLPS中和の有意性を研究するため
材料および方法
V2D、C8V2D、およびC10V2Dの、他の商業的に入手可能な抗生物質との相乗的相互作用を、MHBを用いたチェッカーボード微量希釈法(checkerboard microdilution method)を使用して決定した。簡単に説明すると、相乗研究に使用した各抗生物質のMICを微量液体希釈法により決定した。濃度範囲は、先に決定したそれぞれの化合物およびそれぞれの抗生物質のMICにしたがって調製した。試験した濃度範囲は、1×MICから0.03×MICまでの範囲であった(または、最小合計部分阻害濃度(mimimum Total Fractional Inhibitory Concentration)、FICが得られるまでさらに希釈した)。化合物および抗生物質の2倍希釈物を調製し、滅菌した試験管中で混合した。その後、細菌を含有している懸濁物を添加して、およそ5×10CFU/mLの最終的な接種源を形成させた。次に、試験管を35℃で24時間インキュベートした。各試験管由来のアリコート(200μL)を滅菌した96ウェル平底プレート(SPL Life Sciences)に添加した。MIC90を、600nmの光学密度で吸光度を測定することにより、TECAN Infinite 200マイクロプレートリーダーを使用して決定した。使用した抗生物質は、ナリジクス酸、ゲンタマイシン、エリスロマイシン、ストレプトマイシン、およびカナマイシンであった。FICの合計を、以下の式にしたがって式を使用して計算した:ΣFIC=FIC+FIC(式中、FICまたはFIC=組み合わせの中のMIC剤AまたはB/剤AまたはB単独のMIC)。ΣFIC値を以下のように解釈した:0.5≦ΣFICの値は相乗作用を示し、0.5〜0.75のΣFIC値は部分的な相乗作用を示し、そして0.75〜4は中立を示し、そして≧4のΣFICの値は拮抗作用を示した。
【0141】
結果:
表5.P.aeruginosaおよびE.coliに対する5種類の異なる抗生物質を用いたV2D、C6V2D、およびC8V2Dの部分阻害濃度指数
【表5】
【0142】
P.aeruginosa:
【0143】
C6V2Dは優れた相乗効果を有している(試験した5種類の抗生物質のうちの3種類)。C8V2Dはより弱い効果を有している。
【0144】
E.coli:
【0145】
C8V2Dは、V2Dよりもはるかに優れた相乗効果を有している(試験した5種類の抗生物質のうちの5種類)。C6V2Dもまた良好な相乗的相互作用を示す。
【0146】
本開示の脂質改変ペプチドはまた、耐性形態のPseudomonasに対してさえも、既存の抗生物質の活性を増大させるように、マイクログラム未満の値およびMIC(最小発育阻止濃度)値未満で作用すると考えられた。相乗効果を以下の表で説明する。
【0147】
実施例9 リポペプチドの内膜標的化特性
目的:グラム陽性細菌およびグラム陰性細菌とのリポペプチドの内膜相互作用を研究するため
9A.DisC3−5細胞質膜減極アッセイ
材料および方法
2.5 細胞質膜減極アッセイ
【0148】
DisC3−5(3、3’−ジプロピルチアジカルボシアニドヨージド、Invitrogen)は、細菌細胞の細胞質膜電位に従って細胞と培地との間に分配される膜電位感受性色素である。分極化した細胞質膜上でのDisC3−5の分配は、蛍光強度を自己クエンチする(self−quench)であろう。膜電位を分散させる膜活性抗微生物物質の添加は、周囲の培地への色素の放出を引き起こし、蛍光の増大が観察されるであろう。分離株S.aureus(DM4001)およびE.coli ATCC8739の膜電位に対するリポペプチドの効果を調べた。簡単に説明すると、臨床分離株S.aureus(DM4001)またはE.coli ATCC8739を、指数増殖期の初期に回収し、5mMのHEPES緩衝溶液(0.1MのKCl、および0.2mMのEDTA、pH7)で、620nmで0.09の光学密度[OD620]が得られるまで懸濁した。リポペプチドについては、この細胞懸濁物を0.4μMのDiSC3−5とともに、DiSC3−5の取り込みが最大になるまで、37℃で30分間インキュベートした。Photon Technology International Model 814蛍光分光光度計を使用して、蛍光の読み取りを500秒間、660nmの励起波長および675nmの発光波長で安定なベースラインが得られるまでモニターした。所望する濃度のリポペプチドを、撹拌キュベットに添加し、蛍光シグナルを、読み取り値が安定するまでモニターした。
【0149】
結果
図6は、(A)S.aureusの臨床分離株DM4001および(B)E.coli ATCC 8739の存在下でのDiSC3−5の蛍光強度に対する本開示の脂質改変ペプチドの効果を示す。図6により示すように、脂質改変ペプチドの脂質テールの長さが長ければ長いほど、より多くのDisC3−5の脱分極が観察される。実際、C16V2Dに対してC8V2Dは、細菌の細胞膜の有効な脱分極を引き起こすことができた。
【0150】
9B.リポペプチドアナログの膜損傷作用(membrane damaging effect)
材料および方法:
細菌膜の損傷の程度を、健常な細菌細胞に浸潤するそれらの様々な能力においてSYTO9緑色蛍光核酸染色剤および赤色蛍光核酸染色剤、ヨウ化プロピジウムの両方を利用する、LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability Kit(Molecular Probes、Invitrogen)を使用して評価した。SYTO9色素は、完全な膜および損傷を受けた膜を持つ細菌に浸透することができたが、ヨウ化プロピジウムは、損傷を受けた細菌を持つ細菌だけにしか浸潤することができず、それにより、両方の色素が存在する場合には、SYTO9染色剤の蛍光の減少が生じる。したがって、完全な細胞膜を持つ細菌は、緑色の蛍光に染色されるが、損傷を受けた膜を持つ細菌は、赤色の蛍光に染色される。簡単に説明すると、臨床分離株S.aureus(DM4001)を指数増殖期の初期に回収し、0.9%の生理食塩溶液で2回洗浄した(生きた培養菌(live culture))。この培養物の一部を、完全に透過化された膜を持つ死滅した培養菌を調製するために、70%の2−プロパノールに再懸濁した。生きた培養菌および死滅した培養菌の両方を、670nmで0.30の光学密度[OD670]が得られるまで、0.9%の生理食塩溶液に再懸濁する前に37℃で1時間インキュベートした。所望する濃度のリポペプチドを、37℃でそれぞれ10分間および30分間、生きた培養菌の懸濁物とともにインキュベートした。その後、混合物および標準物のアリコートを、96フラットブラックウェルプレート(Corning Life Sciences)中の等容量の色素混合物(10μΜのSYTO9染色剤および60μΜのヨウ化プロピジウム)に対して添加し、十分に混合した。TECAN infinite 200マイクロプレートリーダーを使用して、励起のための波長を485nmに固定して、500nmから700nmまでの発光スペクトルを得た。赤色に対する緑色の比(G/R)を以下の式を使用して決定した:
【数1】
膜損傷の百分率(%)を、0、10%、50%、90%、および100%の生きた培養菌懸濁物の細菌混合物を使用して作成したG/R比の標準曲線を使用して定量化した。標準物の溶液のセットを、様々な容量の生きた培養菌の懸濁物および死滅した培養菌の懸濁物を一緒に混合することにより得た。
【0151】
結果
図7に示すように、C14V2Dに対して、V2Dについては、膜の完全性に対する効果は観察されなかった。しかし、膜の完全性の低下が、高濃度のC16V2Dについて観察された(1×MIC以上)。したがって、16の炭素長を持つ脂質基で改変されたペプチドが、細菌の膜完全性の崩壊を引き起こすことができたことが明らかにされている。結果は、細菌細胞膜の透過化には、非常に長い脂質テール(増大した疎水性)が必要であることを示唆している。したがって、C8−C14V2Dは細菌膜を脱分極させることができることが示されたが、膜の完全性の崩壊にはより長い脂質基が必要である。
【0152】
実施例10 カルセインを封入したリポソームを使用する膜の選択性の研究
材料および方法
自己クエンチ濃度のカルセインを、リポソームで水和してカルセインを封入した。蛍光強度が自己クエンチが原因で低いことが観察された。リポソームが抗微生物物質により崩壊されると、色素が放出され、溶媒により希釈される。これにより、自己クエンチの程度が低下し、蛍光強度の増大につながる。このアッセイに使用した全てのリン脂質は、Avanti Polar Lipids、Inc.(Alabaster)より購入し、それ以上精製することなく使用した。この研究で使用したリン脂質は、1,2−ジ−(9Z−オクタデセノイル)−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン(DOPE)、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホ−(1’−rac−グリセロール)(ナトリウム塩)(DOPG)、およびE.coliの全脂質抽出物であった。カルセインをロードした大単ラメラ小胞(LUV)を、膜水和法(film hydration method)を使用して調製した。細菌の内膜中の主要な構成要素がDOPEおよびDOPGであるので、DOPE/DOPG=3/1の比を持つ脂質分子が、細菌膜の一般的なモデルを模倣する一般的に許容されているモデルである。同様に、DOPCのリポソーム組成が、化合物の選択性を研究するためのRBC膜の一般的なモデルを模倣するための一般的に許容されているモデルである。脂質DOPE/DOPG=3/1またはDOPCを、メタノール/クロロホルム(容量で1:2)中に溶解させた。溶媒を窒素ガス下で乾燥させ、続いて、少なくとも1時間凍結乾燥させた。次に、乾燥させた脂質膜を、最終的な脂質濃度が30mMとなるようにカルセイン溶液(80mMのカルセイン、pH7の50mMのHEPES緩衝液)で水和した。水和した脂質小胞を、7サイクルの、液体窒素の中で凍結および水浴中での解凍に供した。押し出し成形を、100nmの均一なLUVを調製するために、ミニ押し出し機(mini−extruder)(Avanti Polar Lipid Inc.)においてポリカーボネート膜(Whatman、孔径100nm)を使用して、10サイクル行った。Sephadex G−50を使用したゲル濾過カラムを使用して、カルセインを封入した小胞を遊離のカルセインから分離した。溶離したリポソームの濃度を、全リン決定アッセイ(total phosphorus determination assay)により決定した。カルセインを封入したLUVのアリコートを撹拌キュベットに移した。その後、所望する濃度のリポペプチド(50mMのHEPES中に溶解させた)を、1/2、1/4、および1/8のキサントンアナログに対する脂質の所望する比、ならびに、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64、および1/128のリポペプチドに対する脂質の所望する比がそれぞれ得られるように、添加した。キュベット中でのリポソームの最終濃度は、50μΜであった。0.1%のTriton X−100を、完全な漏出での強度を決定するために陽性対照として添加した。蛍光発光強度を、490nmの励起波長および520nmの発光波長で30分間、TECAN infinite 200マイクロプレートリーダーを使用してモニターした。漏出の百分率(%L)を以下の式を使用して計算した:%L=[(I cal)/(I−I)]×100%(式中、IおよびIは、キサントンアナログ/リポペプチドの、それぞれ、添加前および添加後の強度であり、Lは、0.1%のTriton X−100の添加後の強度である)。
【0153】
結果
本開示では、リポペプチドの脂質膜との相互作用を、人工的な脂質膜を使用して研究した。この膜選択性の研究では、細菌膜を模倣するためにDOPE/DOPG=3/1の脂質組成を使用した。アッセイは、本開示のリポペプチドが細菌の内膜内でのカルセインの漏出を約50%誘導できることを示していた(図8A)。本開示の脂質改変ペプチドの選択性を観察するために、赤血球膜を模倣するリポソームもまた構築した。図8Bは、細菌膜を模倣しているリポソームにおいて観察されたカルセインの漏出(図8A)と比較して、本開示の脂質改変ペプチドが、顕著な赤血球膜の崩壊を引き起こさなかったことを示している。したがって、本研究の結果は、DOPEが脂質改変ペプチドとの静電気的相互作用を提供するための主要な構成要素であり、これにより、細菌膜に対する本開示の脂質改変ペプチドの優れた選択性がもたらされることを示唆している。
【0154】
実施例11 抗生物質と組み合わせた本開示のペプチドに対する相乗作用の研究
最小発育阻止濃度の決定:
最小発育阻止濃度(MIC)を、微量液体希釈法を使用して決定した。細菌細胞(表6に示す)をMueller Hinton Broth(MHB)中で一晩増殖させた。100μLの、MHB中の調整した接種源を、各ウェル中で105〜106cfu/mLの最終細胞密度が得られるように、培養液中に溶解させたペプチドまたは抗生物質の100μLの各希釈物に添加する。プレートを35℃で24時間インキュベートし、600nmでの吸光度(OD600)を30分毎にモニターした。陽性対照であるウェルには培養液と生物(ペプチド/抗生物質は含まない)を含め、陰性対照である管には培養液だけを含める。各臨床分離株または参照生物についてのペプチドのMICを、試験生物の目に見える増殖を阻害したペプチド/抗生物質の最も低い濃度として記録した。分岐を持つペプチドのMICに対するMg2+の効果を研究するために、MHB中のMgClの濃度を変化させ、先と同様にMICを決定した。
【0155】
表6.B2088およびB2088_99の最小発育阻止濃度(MIC)
【表6】
*aPaは、Psudomonas aeruginosaおよびKpは、Klebsiella pneumoniae
【0156】
表7.ED50(細菌細胞の50%を死滅させるための有効用量)により測定したB2088およびB2088_99の殺菌特性
【表7】
【0157】
部分阻害濃度指数(FICI)の決定:
他の抗生物質との組み合わせにおけるペプチドのFICIの決定のために、多剤耐性株P.aeruginosa DR4877を使用した。試験の前に、少なくとも2×MICになるように、各薬物(多価ペプチドおよび抗生物質)のストック溶液をMueller−Hinton broth(MHB)中に調製した。チェッカーボード(checkerboard)を、抗生物質の段階希釈物(すなわち、横座標に沿って)に対して多価ペプチドの段階的な2倍希釈物を垂直に(すなわち、縦座標に沿って)重ねることにより、96ウェルマイクロタイタープレート上に組み立てた。各ウェルは、100μLの段階希釈したペプチドまたは抗生物質のみ、ならびに、MHBおよび100μLの接種源(OD600=0.08)中で組み合わせた100μLの段階希釈したペプチドまたは抗生物質による構成とした。マイクロタイタープレートを35℃で24時間インキュベートした。阻害を目視検査により、およびOD600の測定により、両方で決定した。部分阻害濃度指数を以下の方程式を使用して計算する:

【0158】
抗生物質の組み合わせを特性決定するために使用したFIC指数は以下の通りである:FIC指数<0.5、相乗的;加成性、0.5<FIC指数>1.0;中立、1<FIC指数<4;FIC指数>4、拮抗作用。標準物としてのポリミキシンBとペプチドの相乗作用もまた比較した。
【0159】
MICに対するLPSおよびMg2+の効果:ペプチドとLPSの相互作用を試験するために、後者の濃縮物を、1×MICのペプチド濃度でMHB中に、(0.001〜100μg/mL)までで外部から添加した。阻害率(%)を概算し、50%の抗菌活性に必要なLPSの量(IC50)を決定した。
【0160】
表8.B2088およびB2088_99と様々なクラスの抗生物質との間での相乗作用。多剤耐性株P.aeruginosa DR4877を実験に使用した。
【表8】
【0161】
実施例12 本開示のペプチドの細菌活性についての研究
細菌の生存性アッセイ:
細胞生存性アッセイ(cell viability)を、2種類のグラム陰性細菌(Pa9027およびPa27853)について行った。培養物をTS寒天中で一晩増殖させ、数個の単離したコロニーを、0.5 McFarland標準物に等しい濁度が達成されるように接種した。細胞濃度を、10mMのリン酸塩緩衝液で106CFU/mlに調整し、105CFU/mlの最終濃度が得られるように、異なる管に分離した。ペプチドを、1/8 MIC、1/4 MIC、1/2 MIC、1 MIC、2 MIC、および4 MICの濃度が得られるように個々の管に添加した。管を37℃で22時間インキュベートした。段階希釈を行い、100μLの懸濁物をMHAプレートにアリコートした。プレートをコロニー計数のために37℃で24時間インキュベートした。陽性対照を0時間および22時間で行った。
【0162】
図12は、様々なP.aeruginosa株に対するB2088およびB2088_99の両方の細菌特性を示している。図12は、B2088_99の有効用量がB2088よりも有意に低いことを示している。
【0163】
時間−死滅反応速度アッセイ:
殺菌作用の反応速度論を先に報告したアッセイにより行った。簡単に説明すると、一晩増殖させたP.aeruginosa株の数個のコロニーを、トリプチックソイ寒天プレートから回収し、米国薬局方リン酸緩衝液(pH7.2)中に懸濁した。この懸濁物を、10CFU/mLの最初の接種源になるように調整し、様々な濃度のB2088およびB2088_99とともに35℃でインキュベートした。0.1mLのアリコートを様々な時間間隔で抜き取り、同じ緩衝液を使用して102〜104倍に希釈し、トリプチックソイ寒天プレート上に平板培養し、35℃でインキュベートした。コロニーを24時間のインキュベーション後に計数し、CFU/mLとして表した。ペプチドを含まない緩衝液を陽性対照とし、細菌生存性の百分率(%)を以下の方程式を使用して概算する:
細菌生存性=1−(CFU/mL)ペプチド/(CFU/mL)対照100
【0164】
図13は、P.aeruginosaに対するB2088および2088_99の時間−死滅反応速度論を示す。B2088_99は、1×MICおよび2×MICで、いずれのPseudomonas株に対してもより速い死滅反応速度論を示した。
【0165】
外膜(OM)透過性アッセイ:
ペプチドのOM透過性をプローブするために、膜不透過性プローブN−フェニル−1−ナフチルアミン(NPN)を本研究において使用した。一晩培養したP.aeruginosa ATCC 9027細胞を3000rpm、4℃での遠心分離により採取した。得られたペレットを2回洗浄し、0.4のOD600になるように、5mMのHEPES緩衝液(pH7.2)中に再懸濁した。細胞を10mmの撹拌キュベット中に入れ、10μΜの最終濃度になるようにNPNを添加した。適切な濃度のB2088を添加し、蛍光強度の増大をQuanta Master蛍光分光光度計(Photon Technology International、ニュージャージー、米国)でモニターした。励起波長および発光波長を、それぞれ、2nmおよび5nmのスリッド幅で、350nmおよび410nmに設定した。NPNの取り込み率(%)を、50μΜのポリミキシンBの添加後のNPN蛍光強度の増大と比較して計算した。
【0166】
図14は、B2088が、外膜透過性を引き起こすことに関して、B2088_99よりも有効であることを示している。
【0167】
分岐を持つペプチドに対するLPSおよびリピドAの結合についてのボディパイTRカダベリン(Cadavarine)(BC)置換アッセイ:
BCは、その蛍光強度のクエンチを生じるLPS/脂質との堅固な複合体を形成する。LPSと相互作用することができるペプチド/分子が添加されると、BCはその蛍光の脱クエンチを伴って、複合体から置き換えられる。このアッセイを5mMのHEPES緩衝液(pH7.0)中で行った。10μΜの色素を、撹拌石英キュベット中のLPSまたはリピドAに添加した。蛍光の測定を580nmの励起波長を使用して行い、620nmでの発光強度をモニターした。置換アッセイを様々な濃度のペプチドの添加により行った。ポリミキシンBを陽性対照として使用した。BC占有率を以下の方程式を使用して計算した。
【0168】
OF=F−F/F−Fmax
【0169】
式中、Fは遊離のBCの蛍光強度であり、FmaxはLPS−BC複合体の蛍光強度であり、そしてFは、ペプチドまたはポリミキシンBの添加後の蛍光強度である。図15は、B2088がリポ多糖に対してはB2088_99よりも2倍さらに強く結合し、リピドAに対しては10倍を上回ってさらに強く結合することを示している。
【0170】
まとめると、上記に提供した結果は、B2088からの疎水性バリン残基の除去(すなわち、B2088_99)が殺菌特性および死滅反応速度論の特性の増強を導くことを示していた。しかし、外膜透過性および強いリピドA結合は、疎水性バリン残基の除去により損なわれるとみられる。これらの結果を確認するために、B2088およびB2088_99についてのFIC指数を、様々なクラスの抗生物質を用いて研究した。表8に示すように、B2088はB2088_99と比較して、多剤耐性P.aeruginosaに対して様々な抗生物質を感作させる優れた能力を有している。
感染の動物モデル:
B2088が、B2088_99と比較して優れた抗微生物活性を有するというin vitroでの結果を確認するために、マウスモデルにおいて角膜感染を除去するそれらの能力を調べた。P.aeruginosa ATCC 9027感染の動物モデルを使用した。図10に示すように、1/2用量のガチフロキサシンと組み合わせた0.5mg/mLのB2088で、感染の完全な滅菌が観察され、活性はB2088_99よりも優れていた(図11)。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
【配列表】
[この文献には参照ファイルがあります.J-PlatPatにて入手可能です(IP Forceでは現在のところ参照ファイルは掲載していません)]