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特許7304821細菌性二次感染の治療および/または予防における使用のためのIL-8阻害剤
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  • 特許-細菌性二次感染の治療および/または予防における使用のためのIL-8阻害剤 図1
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(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】
(24)【登録日】2023-06-29
(45)【発行日】2023-07-07
(54)【発明の名称】細菌性二次感染の治療および/または予防における使用のためのIL-8阻害剤
(51)【国際特許分類】
   A61K 31/165 20060101AFI20230630BHJP
   A61P 31/04 20060101ALI20230630BHJP
   A61P 31/16 20060101ALI20230630BHJP
【FI】
A61K31/165
A61P31/04
A61P31/16
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2019566229
(86)(22)【出願日】2018-05-28
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-07-27
(86)【国際出願番号】 EP2018063929
(87)【国際公開番号】W WO2018219865
(87)【国際公開日】2018-12-06
【審査請求日】2021-05-18
(31)【優先権主張番号】17173515.2
(32)【優先日】2017-05-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】516388388
【氏名又は名称】ドンペ ファーマスーチシ ソシエタ ペル アチオニ
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ローラ ブランドリーニ
(72)【発明者】
【氏名】マルチェロ アレグレッティ
(72)【発明者】
【氏名】マウロ マーティンズ テイシェイラ
【審査官】佐々木 大輔
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2010/031835(WO,A1)
【文献】国際公開第00/024710(WO,A1)
【文献】国際公開第2005/090295(WO,A1)
【文献】特表2004-509147(JP,A)
【文献】特表平09-509837(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0168233(US,A1)
【文献】CHIU C-T,NEUROPATHOLOGY AND APPLIED NEUROBIOLOGY,2016年06月,VOL:42, NR:4,,PAGE(S):326 - 343,http://doi.org/10.1111/nan.12261
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61K 45/00
A61K 31/00-33/44
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
CAplus/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
IL-8阻害剤、並びに、薬剤的に許容できる賦形剤および/または希釈剤を含む、先行するインフルエンザ感染に関連する二次細菌感染の予防または治療のための医薬組成物であって
前記IL-8阻害剤が、式(III)の化合物である、
【化1】
[式中、
R’は水素であり、
Rは水素または式SO2Raの残基(式中、Raは直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、またはハロC1~C3アルキルであり、好ましくは、RaはCH3である)である。]
医薬組成物。
【請求項2】
フェニルプロピオン酸基のキラル炭素原子がR配置である、請求項1に記載の医薬組成物
【請求項3】
前記化合物が、R(-)-2-(4-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)フェニル]-N-メタンスルホニルプロピオンアミドおよびその薬剤的に許容できる塩、好ましくは、そのナトリウム塩である、請求項1に記載の医薬組成物
【請求項4】
前記化合物が、R(-)-2-[(4'-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)フェニル]プロピオンアミドである、請求項1に記載の医薬組成物
【請求項5】
二次細菌感染は二次肺炎球菌感染である、請求項1に記載の医薬組成物
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染の予防および/または治療のためのIL-8阻害剤に関する。当該二次細菌感染は、先行する(preceding)インフルエンザ感染、敗血症、重度の虚血または再灌流傷害に関連する。
【背景技術】
【0002】
肺は、最終的には集中的に血管が形成された肺胞となる、無数の樹状の分岐で構成されている。肺の粘膜表面は信じられないほど大きく(90m2)、多数の粒子や病原体を含む微生物に毎日さらされている[Kopf, M., C. Schneider, and S.P. Nobs, The development and function of lung-resident macrophages and dendritic cells. Nat Immunol, 2015. 16(1): p. 36-44(非特許文献1)]。したがって、自然免疫系を含む多くの物理的および生物学的障壁が肺を感染の可能性から保護する。炎症促進性サイトカインとケモカインは、好中球の動員と炎症の発症を促進する常在免疫細胞および肺上皮細胞によって産生され、微生物の拡散と増殖を制御するのに重要である。しかし、感染によって引き起こされる制御されない炎症反応は、肺の損傷、罹患率、および致死の増加にもつながり得る [Garcia, C.C., et al., The development of anti-inflammatory drugs for infectious diseases. Discov Med, 2010. 10(55): p. 479-88(非特許文献2)]。
【0003】
インフルエンザAウイルス(IAV)は、世界的に非常に重要な呼吸器病原体であり、300万から500万人の重病と、流行中に300.000人超の死を引き起こす。二次細菌感染は、季節性インフルエンザおよびパンデミックの間、致死と罹患率の増加に大きく寄与する。インフルエンザに関連した死亡の約25%は、細菌の同時感染が原因であると推定されている[Gupta, R.K., R. George, and J.S. Nguyen-Van-Tam, Bacterial pneumonia and pandemic influenza planning. Emerg Infect Dis, 2008. 14(8): p. 1187-92(非特許文献3)]。
【0004】
二次インフルエンザ感染に関連するさまざまな細菌の中で、Streptococcus pneumoniae(S.pneumoniae)は、最も一般的な原因病原体の1つであり [Short, K.R., et al., Interactions between Streptococcus pneumoniae and influenza virus: a mutually beneficial relationship? Future Microbiol, 2012. 7(5): p. 609-24(非特許文献4)]、季節性インフルエンザの死亡の主な原因と考えられている[McCullers, J.A., Insights into the interaction between influenza virus and pneumococcus. Clin Microbiol Rev, 2006. 19(3): p. 571-82(非特許文献5)]。実際、S.pneumoniaeは、小児および成人、特に以前にインフルエンザを発症した人の間で市中肺炎の主な原因である[Madhi, S.A., K.P. Klugman, and G. Vaccine Trialist, A role for Streptococcus pneumoniae in virus-associated pneumonia. Nat Med, 2004. 10(8): p. 811-3(非特許文献6)]。抗生物質が入手可能にもかかわらず、インフルエンザ後の肺炎球菌の二次感染の発生率と致死率は依然として高い。実際、IAVおよび肺炎球菌の同時感染中に、抗生物質で治療すると、細菌の溶解、免疫系の過剰な刺激、好中球の大量の動員、激しい組織の損傷と死亡につながり得るイベントが発生する[Karlstrom, A., et al., Toll-like receptor 2 mediates fatal immunopathology in mice during treatment of secondary pneumococcal pneumonia following influenza. J Infect Dis, 2011. 204(9): p. 1358-66(非特許文献7)]。
【0005】
好中球は、IAVおよび肺炎球菌感染中に肺に動員される主要な炎症細胞である[Jose, R., et al., Regulation of neutrophilic inflammation in lung injury induced by community-acquired pneumonia. Lancet, 2015. 385 Suppl 1: p. S52(非特許文献8)]。微生物が肺上皮に到達すると、微生物は、CXCL8(マウスでのCXCL1/CXCL2)などのケモカインの分泌につながる免疫細胞および非免疫細胞によって認識される[Wang, J.P., et al., Toll-like receptor-mediated activation of neutrophils by influenza A virus. Blood, 2008. 112(5): p. 2028-34(非特許文献9)]。これらのケモカインは、単球、CD8+T細胞、ナチュラルキラー、および好中球などの無数の細胞型で発現するその受容体、CXCR1およびCXCR2を介して作用する。好中球では、CXCR1およびCXCR2の活性化により、走化性、顆粒酵素の放出、および活性酸素種の産生がもたらされる[Russo, R.C., et al., The CXCL8/IL-8 chemokine family and its receptors in inflammatory diseases. Expert Rev Clin Immunol, 2014. 10(5): p. 593-619(非特許文献10)]。これらのイベントは、ウイルスまたは細菌の増殖と播種を制御するために非常に重要であるが、好中球の圧倒的な活性化は、それが激しい肺損傷につながり得るため、宿主にとって有害であり得る。これは、高度に活性化された好中球の激しい流入が疾患の重症度と関連しているため、IAVおよび肺炎球菌の両方の感染に当てはまる[Ramos, I. and A. Fernandez-Sesma, Modulating the Innate Immune Response to Influenza A Virus: Potential Therapeutic Use of Anti-Inflammatory Drugs. Front Immunol, 2015. 6: p. 361(非特許文献11); Tavares, L.P., et al., Inhibition of PDE4 During Pneumococcal Pneumonia Reduces Inflammation and Lung Injury in Mice. Am J Respir Cell Mol Biol, 2015(非特許文献12)]。したがって、呼吸器感染中の炎症反応を制御する戦略により、疾病の大きさ(disease magnitude)を低減することができる。
【0006】
上記のように、先行するインフルエンザ感染は、その後の細菌(他の病原体)感染のリスクを高める可能性がある。この状況は、他のタイプの重度の感染(例えば、敗血症)が実験系で同様の状況を引き起こし、ヒトの敗血症後に観察される致死率増大の一因となり得るため、インフルエンザに限ったことではない。重度の虚血および再灌流傷害を含む他の重篤な状態もまた、二次感染のリスクと関連し得る。
【0007】
インターロイキン-8(IL-8;CXCL8)は、PMN(多形核好中球)動員の主要なメディエーターとみなされ、乾癬、関節リウマチ、慢性閉塞性肺疾患、移植臓器の再灌流傷害などのいくつかの病理に関与している (Griffin et al, Arch Dermatol 1988, 124: 216(非特許文献13); Fincham et al, J Immunol 1988, 140: 4294(非特許文献14); Takematsu et al, Arch Dermatol 1993, 129: 74(非特許文献15); Liu et al, 1997, 100:1256(非特許文献16); Jeffery, Thorax 1998, 53: 129(非特許文献17); Pesci et al, Eur Respir J. 1998, 12: 380(非特許文献18); Lafer et al, Br J Pharmacol. 1991, 103: 1153(非特許文献19); Romson et al, Circulation 1993, 67: 1016(非特許文献20); Welbourn et al, Br J Surg. 1991, 78: 651(非特許文献21); Sekido et al, Nature 1993, 365, 654(非特許文献22))。IL-8の生物学的活性は、7TM-GPCRファミリーに属し、ヒトPMNの表面に発現する、2つの受容体、CXCR1およびCXCR2との相互作用によって媒介される。CXCR1は選択的で、CXCL6とIL-8の2つのケモカインのみと高い親和性で結合し、IL-8に対してはるかに高い親和性を示すが(Wolf et al, Eur J Immunol 1998, 28: 164(非特許文献23))、ヒトCXCR2は、より無差別な受容体であり、多くの異なるサイトカインおよびケモカインに結合する。したがって、CXCR2は多くの異なる生物学的分子の活性を媒介する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】国際公開第2010/031835号
【文献】国際公開第00/24710号
【文献】国際公開第2005/090295号
【非特許文献】
【0009】
【文献】Kopf, M., C. Schneider, and S.P. Nobs, The development and function of lung-resident macrophages and dendritic cells. Nat Immunol, 2015. 16(1): p. 36-44
【文献】Garcia, C.C., et al., The development of anti-inflammatory drugs for infectious diseases. Discov Med, 2010. 10(55): p. 479-88
【文献】Gupta, R.K., R. George, and J.S. Nguyen-Van-Tam, Bacterial pneumonia and pandemic influenza planning. Emerg Infect Dis, 2008. 14(8): p. 1187-92
【文献】Short, K.R., et al., Interactions between Streptococcus pneumoniae and influenza virus: a mutually beneficial relationship? Future Microbiol, 2012. 7(5): p. 609-24
【文献】McCullers, J.A., Insights into the interaction between influenza virus and pneumococcus. Clin Microbiol Rev, 2006. 19(3): p. 571-82
【文献】Madhi, S.A., K.P. Klugman, and G. Vaccine Trialist, A role for Streptococcus pneumoniae in virus-associated pneumonia. Nat Med, 2004. 10(8): p. 811-3
【文献】Karlstrom, A., et al., Toll-like receptor 2 mediates fatal immunopathology in mice during treatment of secondary pneumococcal pneumonia following influenza. J Infect Dis, 2011. 204(9): p. 1358-66
【文献】Jose, R., et al., Regulation of neutrophilic inflammation in lung injury induced by community-acquired pneumonia. Lancet, 2015. 385 Suppl 1: p. S52
【文献】Wang, J.P., et al., Toll-like receptor-mediated activation of neutrophils by influenza A virus. Blood, 2008. 112(5): p. 2028-34
【文献】Russo, R.C., et al., The CXCL8/IL-8 chemokine family and its receptors in inflammatory diseases. Expert Rev Clin Immunol, 2014. 10(5): p. 593-619
【文献】Ramos, I. and A. Fernandez-Sesma, Modulating the Innate Immune Response to Influenza A Virus: Potential Therapeutic Use of Anti-Inflammatory Drugs. Front Immunol, 2015. 6: p. 361
【文献】Tavares, L.P., et al., Inhibition of PDE4 During Pneumococcal Pneumonia Reduces Inflammation and Lung Injury in Mice. Am J Respir Cell Mol Biol, 2015
【文献】Griffin et al, Arch Dermatol 1988, 124: 216
【文献】Fincham et al, J Immunol 1988, 140: 4294
【文献】Takematsu et al, Arch Dermatol 1993, 129: 74
【文献】Liu et al, 1997, 100:1256
【文献】Jeffery, Thorax 1998, 53: 129
【文献】Pesci et al, Eur Respir J. 1998, 12: 380
【文献】Lafer et al, Br J Pharmacol. 1991, 103: 1153
【文献】Romson et al, Circulation 1993, 67: 1016
【文献】Welbourn et al, Br J Surg. 1991, 78: 651
【文献】Sekido et al, Nature 1993, 365, 654
【文献】Wolf et al, Eur J Immunol 1998, 28: 164
【文献】Bertini R. et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA (2004), 101 (32), pp. 11791-11796
【文献】Bertini R. et al., Br. J. Pharm. (2012), 165, pp. 436-454
【文献】Remington, "The Science and Practice of Pharmacy", 21st ed. (Lippincott Williams and Wilkins
【文献】Tavares, L.P., et al., Inhibition of PDE4 During Pneumococcal Pneumonia Reduces Inflammation and Lung Injury in Mice. Am J Respir Cell Mol Biol, 2015
【文献】Garcia, C.C., et al., Platelet-activating factor receptor plays a role in lung injury and death caused by Influenza A in mice. PLoS Pathog, 2010. 6(11): p. e1001171
【文献】Russo, R.C., et al., Role of the chemokine receptor CXCR2 in bleomycin-induced pulmonary inflammation and fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol, 2009. 40(4): p. 410-21
【文献】Cunha, T.M., et al., Treatment with DF 2162, a non-competitive allosteric inhibitor of CXCR1/2, diminishes neutrophil influx and inflammatory hypernociception in mice. Br J Pharmacol, 2008. 154(2): p. 460-70
【文献】Klein, E.Y., et al., The Frequency of Influenza and Bacterial Co-infection: A Systematic Review and Meta-Analysis. Influenza Other Respir Viruses, 2016
【文献】Palacios, G., et al., Streptococcus pneumoniae coinfection is correlated with the severity of H1N1 pandemic influenza. PLoS One, 2009. 4(12): p. e8540
【文献】Jain, S., et al., Hospitalized patients with 2009 H1N1 influenza in the United States, April-June 2009. N Engl J Med, 2009. 361(20): p. 1935-44
【文献】Dominguez-Cherit, G., et al., Critically Ill patients with 2009 influenza A(H1N1) in Mexico. JAMA, 2009. 302(17): p. 1880-7
【文献】Sethi, S. et al. Am. J. Med. 125, 1162-1170; 2012
【文献】Kolaczkowska, E. & Kubes, Nat. Rev. Immunol. 13, 159-75; 2013
【文献】Rabe KF et al. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 532-555; 2007
【文献】Jeffery, P. Chest Filley Lec, 251S-260S; 2000
【文献】Oostwoud, L. C. et al. Nat. Publ. Gr. 1-16, 2016
【文献】Barnes, P. Nat Rev Drug Discov 1, 437-446; 2002
【文献】Garnock-Jones, K. P. Drugs 75, 1645-1656; 2015
【文献】Mackay, A. J. & Hurst, J. R. Immunol Allergy Clin North Am 33, 95-115; 2013
【発明の概要】
【0010】
細菌感染に関連し、上記に報告されるように、本発明者らは、好中球では、CXCR1およびCXCR2の活性化により、細菌の増殖と播種を制御するために非常に重要な、走化性、顆粒酵素の放出、および活性酸素種の産生がもたらされることを観察した。上記の観点からは、細菌感染の治療のためにIL-8阻害剤を使用する動機はなかった。実際のところ、細菌によって引き起こされる感染は抗生物質で治療される。
【0011】
本発明者らは、驚くべきことに、CXCR1/CXCR2を遮断することによる炎症応答の調節が、二次感染、好ましくは呼吸器感染、および、より好ましくは肺炎球菌感染中に病原体に対する免疫応答を損なうことなく、疾患の転帰を改善することを発見した。
【0012】
したがって、本発明の第1の目的は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の予防および/または治療における使用のための、小分子量分子、好ましくはCXCR1阻害剤、より好ましくは二重CXCR1/CXCR2阻害剤から選択されるIL-8阻害剤である。
【0013】
本発明の第2の目的は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の予防および/または治療のための薬物の調製のための上記のIL-8阻害剤の使用である。
【0014】
本発明の第3の目的は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の予防および/または治療の方法であって、それを必要とする対象に治療上有効な量の上記のIL-8阻害剤を投与する工程を含む方法である。
【0015】
本発明の第4の目的は、本発明のIL-8阻害剤および薬剤的に許容できる賦形剤および/または希釈剤を含む、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の予防および/または治療のための医薬組成物である。
【0016】
好ましい一実施形態によれば、前記二次呼吸器感染は、先行するインフルエンザ感染、敗血症、重度の虚血または再灌流傷害に関連している。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】IAV感染によって引き起こされる炎症反応の動態。マウスにIAV(104および106PFU)を感染させるか、PBS(モック(Mock))を点滴し、感染1、3、4、5、7、および10日後に安楽死させた。ケモカインCXCL1およびCXCL2のレベル(AおよびD)、気道(BおよびE)および肺(CおよびF)の好中球の数は、感染後のさまざまな時点で評価した。(グループあたりn=5-6匹のマウス)。結果は、細胞数、サイトカインのレベル(pg/ml)、吸光度または初期重量のパーセンテージとして表され、平均±SEMとして示される。モックマウス(Mock mice)または示されたグループと比較した場合、*はP<0.05であり、**はP<0.01であり、***はP<0.001である。
図2】CXCR1/CXCR2拮抗作用は、IAV感染中の炎症反応を減少させ、マウスを病的状態から保護する。マウスに104PFUのIAVを感染させ、感染の最初の5日間に1日2回DF2162(10mg/kg)または薬物ビヒクル(PBS中のCMC0.1%)で処置した。対照動物には、鼻腔内にPBS(モック)を滴下注入した。体重減少(A)、白血球(B)の数、気道(C)または肺(D)における好中球の数、および肺におけるウイルス数(E)を、感染5日後に評価した(各グループあたりn=5-6匹のマウス)。データは平均±SEMとして示される。モックグループと比較した場合、*はP<0,05であり、**はP<0,01であり、***はP<0.001であり、ビヒクルグループ(Flu)と比較した場合、#はP<0.05であり、###はP<0.001である。
図3】炎症促進性サイトカインと肺損傷のレベルは、DF2162治療後に減少する。マウスに104PFUのIAVを感染させ、感染の最初の5日間に1日2回DF2162(10mg/kg)または薬物ビヒクル(PBS中のCMC0.1%)で処置した。対照動物には、鼻腔内にPBS(モック)を滴下注入した。マウスの気道におけるTNF-α(A)、CXCL1(B)およびIL-6(C)のレベルを測定した。組織学的分析を行い、組織病理学的スコア(D)を、最大18ポイント(気道、血管、実質性炎症、好中球浸潤および上皮損傷)で示す。結果を、平均±SEM(各グループあたりn=5-6匹のマウス)で示す。モックグループと比較した場合、**は、P<0.01の場合、***はP<0.001である。ビヒクルグループと比較した場合、#はP<0.05であり、##はP<0.01である。
図4】マウスの肺炎球菌性肺炎の経過に対するCXCR1/CXCR2拮抗作用の影響。マウスに104CFUのS.pneumoniaeまたはPBS(モック)を鼻腔内感染させ、感染の最初の2日間に1日2回DF2162(10mg/kg)または薬物ビヒクル(PBS中CMC0.1%)で処置した。致死の間、マウスに10日間毎日伴った(A)。感染後48時間でマウスを安楽死させ、総白血球数(B)、およびBALF(C)中のおよび肺(D)における好中球の数を入手した。BALFにおける細菌数も測定した(E)。グラフFは、全体的な病理学的スコア(最大18ポイント)を示す。結果は、各グループの少なくとも6匹のマウスの中央値(E)または平均±SEM(他のすべてのグラフ)として示される。モックグループと比較した場合、*は、P<0,05であり、***は、P<0.001であり、およびビヒクル処置グループと比較した場合、#は、P<0.05であり、##は、P<0.01である。
図5】CXCR1/CXCR2治療後、体重減少、二次感染マウスの血液中の好中球動員および細菌が減少する。マウスに、IAV(5x102PFU、鼻腔内投与)を感染させ、感染3、4、5、および6日後、DF2162(10mg/kg-強制経口投与)または薬物のビヒクルで1日2回処置した。IAV感染の14日後、マウスにS.pneumoniae(103CFU、鼻腔内投与)を二次感染させた。単一感染も行った。モックマウスにPBSを滴下注入した(鼻腔内投与)。致死(A)と体重減少(B)を伴った。別の実験では、同じ処置と感染状態にあるマウスを、2次感染から48時間後に安楽死させた。気道における総白血球数(C)および好中球数(D)、肺の好中球(E-MPOアッセイ)、およびBALF(F)または血液(G)の細菌数を入手した。結果は平均±SEMとして表示される。モックグループと比較した場合、*はP<0,05であり、**はP<0,01であり、***はP<0.001である。ビヒクルグループと比較した場合、##はP<0,01であり、###は、P<0.001である(グループあたりn=10匹マウス)。
図6】IAV一次感染中のCXCR1/CXCR2拮抗作用は、肺炎球菌二次感染中のサイトカインのレベルを低下させた。マウスにIAV(5x102PFU、鼻腔内投与)を感染させ、感染後3、4、5、および6日目に、DF2162(10mg/kg-強制経口投与)または薬物のビヒクルで1日2回処置した。動物は、IAV感染中にのみ薬物を投与された。IAV感染の14日後、マウスにS.pneumoniae(103CFU、鼻腔内投与)を二次感染させた。単一感染も行った。モックマウスにPBSを滴下注入した(鼻腔内投与)。S.pneumoniae感染の48時間後にマウスを安楽死させ、TNF-α(A)、IL-6(B)、IL-12(C)、CXCL-1(D)およびIL-10(E)のレベルをBAL液中で測定した。データは平均±SEMとして表示される。モックグループと比較した場合、*は、P<0,05であり、**はP<0,01であり、***はP<0.001である。ビヒクルグループと比較した場合、##は、P<0,01であり、###は、P<0.001である(グループあたりn=10匹マウス)。
図7】二次肺炎球菌感染による肺損傷の増加は、DF2162治療後に減少する。マウスにIAV(5x102PFU、鼻腔内投与)を感染させ、感染後3、4、5、および6日目に、DF2162(10mg/kg-強制経口投与)または薬物のビヒクルで1日2回処置した。動物はIAV感染中にのみ薬物を投与された。IAV感染の14日後、マウスにS.pneumoniae(103CFU、鼻腔内投与)を二次感染させた。単一感染も行った。モックマウスにPBSを滴下注入した(鼻腔内投与)。二次感染の48時間後、肺を採取して、処置し、組織学的分析を行った。モック、単一感染マウス(IAVおよびS.pneumoniae)および二次感染マウス(ビヒクルおよびDF2162処置)の代表的なスライドをAに示す(横棒は倍率100倍で150μmを表す)。グラフBは、感染マウスの肺損傷の総合スコアを示す。BAL液を使用して、感染によるタンパク質漏れを測定した(C)。データは平均±SEMとして示す。モックグループと比較した場合、*は、P<0,05であり、**はP<0,01であり、***はP<0.001であり、ビヒクルグループと比較した場合、#は、P<0,05であり、##は、P<0.01である(グループあたりn=10匹マウス)。
図8】IAV感染マウスの肺の組織病理学的変化は、DF2162治療後に減少する。マウスに104PFUのIAVを感染させ、感染の最初の5日間に1日2回DF2162(10mg/kg)または薬物ビヒクル(PBS中のCMC0.1%)で処置した。対照動物には、鼻腔内にPBS(モック)を滴下注入した。モックおよびIAV感染動物(ビヒクルおよびDF処置)の肺の代表的なH&E染色スライドを100倍の倍率で示す。
図9】CXCR1/CXCR2アンタゴニストによる治療は、S.pneumoniae感染マウスの肺における組織病理学的変化を予防する。マウスに104CFUのS.pneumoniaeまたはPBS(モック)を鼻腔内感染させ、感染の最初の2日間に1日2回DF2162(10mg/kg)または薬物ビヒクル(PBS中のCMC0.1%)で処置した。モックおよびS.pneumoniae感染動物の肺の代表的なH&E染色スライド(ビヒクルおよびDF処置)を100倍の倍率で示す。
図10】Cs-H1N1マウスでのデキサメタゾン治療。周囲の空気(Air)、タバコの煙(Cs)に曝露した、H1N1ウイルス(H1N1)に感染した、H1N1ウイルスに感染し、Csに曝露した(Cs H1N1)、およびCsに曝露し、H1N1ウイルスに感染させ、4日間、感染してから48時間後に1日1回、デキサメタゾン(1mg/kg p.o)で処置した(Cs H1N1 デキサメタゾン)、マウスの、(A)肺組織におけるシトカイン濃度、(B)BAL分析から得られた総白血球数、および(C)肺組織におけるMPO活性。
図11】Cs-H1N1マウスをCXCR1/CXCR2アンタゴニストであるDF2156Aで治療する生存アッセイ。周囲の空気(Air)、タバコの煙(Cs)に曝露した、H1N1ウイルス(H1N1)に感染した、H1N1ウイルスに感染し、Csに曝露した(Cs H1N1)、Csに曝露し、H1N1ウイルスに感染させ、感染の日から7日間に1日1回デキサメタゾンで処置した(Cs H1N1 デキサメタゾンv.o)、Csに曝露し、H1N1ウイルスに感染させ、感染の日から7日間に1日1回、DF2156A(10mg/kg p.o)で処置した、およびCsに曝露し、H1N1ウイルスに感染させ、感染の日から7日間、1日1回、3mlのチオトロピウム(0,3mg/ml エアロゾル)で処置したマウスの生存率。
【発明を実施するための形態】
【0018】
実験セクションで詳細に開示されるように、本発明者らは、IL-8活性の阻害剤、好ましくは二重CXCR1/CXCR2受容体阻害剤として作用する本発明の分子が、二次細菌感染の治療および/または予防において治療効果を有することを発見した。
【0019】
したがって、本発明の第1の目的は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の治療および/または予防に使用するためのIL-8阻害剤であり、IL-8阻害剤は小分子量分子から選択される。
【0020】
好ましい実施形態によれば、前記二次細菌感染は、先行するインフルエンザ感染、敗血症、重度の虚血または再灌流傷害に関連している。
【0021】
本出願によれば、用語「IL-8阻害剤」は、IL-8の生物学的活性を部分的にまたは完全に阻害することができる任意の化合物をいう。このような化合物は、IL-8の発現若しくは活性を低下させることによって、または、IL-8受容体によって活性化される細胞内シグナル伝達のトリガーを阻害することによって作用し得る。前記IL-8阻害剤は、500nM以下、好ましくは100nM以下の濃度で、PMN中のIL-8によって誘導される走化性を少なくとも50%、好ましくは少なくとも60%阻害できることが好ましい。
【0022】
好ましい実施形態によれば、本発明のすべての目的のIL-8阻害剤は、CXCR1受容体によって媒介されるか、またはCXCR1およびCXCR2受容体の両方によって媒介されるIL-8の活性を阻害する。
【0023】
好ましくは、この実施形態によれば、前記IL-8阻害剤は、CXCR1受容体またはCXCR1およびCXCR2受容体の両方のアロステリック阻害剤またはオルソステリックアンタゴニストのいずれかである。
【0024】
好ましくは、前記IL-8阻害剤は、CXCR1受容体に対して選択的であるか、CXCR1およびCXCR2受容体に対して同等に効力がある。より好ましくは、前記IL-8阻害剤は、CXCR1およびCXCR2受容体に対して同等に効力がある。
【0025】
本発明による「CXCR1に対して選択的」とは、CXCR2に対してよりもCXCR1に対して、対数で、少なくとも2、好ましくは3高いIC50値を示す化合物を意味する。(Bertini R. et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA (2004), 101 (32), pp. 11791-11796(非特許文献24))。
【0026】
「CXCR1およびCXCR2に対して同等に効力がある」とは、CXCR1およびCXCR2に対して10ピコモル(10-11M)~1マイクロモル(10-6M)の範囲のIC50値を示す化合物を意味する。(Bertini R. et al., Br. J. Pharm. (2012), 165, pp. 436-454(非特許文献25))。
【0027】
より好ましくは、本発明によるIL-8阻害剤は、低ナノモル範囲、好ましくは0.02~5ナノモルの範囲のCXCR1受容体に対するIC50値を有する。
【0028】
本発明によれば、前述の実施形態と組み合わせて、前記IL-8阻害剤は、小分子量分子から選択される。別の実施形態によれば、前記IL-8阻害剤は、抗体、好ましくは抗CXCR1/CXCR2受容体抗体から選択される。
【0029】
CXCR1受容体によって媒介される、またはCXCR1およびCXCR2の両方の受容体によって媒介されるIL-8の活性を阻害することができる、上記の定義に従うIL-8阻害剤は、当技術分野で知られている。
【0030】
本発明による好ましいIL-8阻害剤は、1,3-チアゾール-2-イルアミノフェニルプロピオン酸誘導体、2-フェニル-プロピオン酸誘導体およびそれらの薬学的に許容できる塩から選択される二重CXCR1/CXCR2受容体阻害剤である。
【0031】
上記化合物のうち、前記1,3-チアゾール-2-イルアミノフェニルプロピオン酸誘導体は、好ましくは、式(I)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0032】
【化1】
【0033】
式中、
-R1は水素またはCH3であり、
-R2は水素または直鎖C1~C4アルキルであり、好ましくはこれは水素であり、
-YはS、OおよびNから選択されるヘテロ原子であり、好ましくはこれはSであり、
-Zはハロゲン、直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、C2~C4アルケニル、C2~C4アルキニル、C1~C4アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシル、C1~C4アシロキシ、フェノキシ、シアノ、ニトロ、アミノ、C1~C4アシルアミノ、ハロC1~C3アルキル、ハロC1~C3アルコキシ、ベンゾイル、直鎖または分岐鎖C1~C8アルカンスルホネート、直鎖または分岐鎖C1~C8アルカンスルホンアミド、直鎖または分岐鎖C1~C8アルキルスルホニルメチルから選択され、好ましくはこれはトリフルオロメチルであり、
-XはOHまたは式NHR3の残基[式中、R3は、
-水素、ヒドロキシル、直鎖または分岐鎖C1~C6アルキル、C3~C6シクロアルキル、C2~C6アルケニル、C1~C5アルコキシ、または、C1~C6フェニルアルキル(ここで、アルキル、シクロアルキルまたはアルケニル基はCOOH残基によって置換され得る)
-式SO2R4の残基(式中、R4はC1~C2アルキル、C3~C6シクロアルキル、C1~C3ハロアルキルである。)から選択される。]である。
【0034】
好ましくは、上記化合物において、XはOHである。
【0035】
上記化合物のうち、特に好ましいものは、
R1がCH3であり、
R2が水素または直鎖C1~C4アルキルであり、好ましくはこれは水素であり、
YがS、OおよびNから選択されるヘテロ原子であり、好ましくはこれはSであり、
Zがハロゲン、直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、C2~C4アルケニル、C2~C4アルキニル、C1~C4アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシル、C1~C4アシロキシ、フェノキシ、シアノ、ニトロ、アミノ、C1~C4アシルアミノ、ハロC1~C3アルキル、ハロC1~C3アルコキシ、ベンゾイル、直鎖または分岐鎖C1~C8アルカンスルホネート、直鎖または分岐鎖C1~C8アルカンスルホンアミド、直鎖または分岐鎖C1~C8アルキルスルホニルメチルから選択され、好ましくはこれはトリフルオロメチルであり、
XがOHまたは式NHR3の残基[式中、R3は、
-水素、ヒドロキシル、直鎖または分岐鎖C1~C6アルキル、C3~C6シクロアルキル、C2~C6アルケニル、C1~C5アルコキシ、または、C1~C6フェニルアルキル(ここで、アルキル、シクロアルキルまたはアルケニル基はCOOH残基によって置換され得る)
-式SO2R4の残基(式中、R4はC1~C2アルキル、C3~C6シクロアルキル、C1~C3ハロアルキルである。)から選択される。]である、前記式(I)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0036】
好ましくは、これらの化合物において、XはOHである。
【0037】
上記化合物のうち、特に好ましいものはまた、
R1が水素であり、
R2が水素または直鎖C1~C4アルキルであり、好ましくはこれは水素であり、
YがS、OおよびNから選択されるヘテロ原子であり、好ましくはこれはSであり、
Zがハロゲン、直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、C2~C4アルケニル、C2~C4アルキニル、C1~C4アルコキシ、ヒドロキシル、カルボキシル、C1~C4アシロキシ、フェノキシ、シアノ、ニトロ、アミノ、C1~C4アシルアミノ、ハロC1~C3アルキル、ハロC1~C3アルコキシ、ベンゾイル、直鎖または分岐鎖C1~C8アルカンスルホネート、直鎖または分岐鎖C1~C8アルカンスルホンアミド、直鎖または分岐鎖C1~C8アルキルスルホニルメチルから選択され、好ましくはこれはトリフルオロメチルから選択され、
XがOHまたは式NHR3の残基[式中、R3は、
-水素、ヒドロキシル、直鎖または分岐鎖C1~C6アルキル、C3~C6シクロアルキル、C2~C6アルケニル、C1~C5アルコキシ、または、C1~C6フェニルアルキル(ここで、アルキル、シクロアルキルまたはアルケニル基はCOOH残基によって置換され得る)
-式SO2R4の残基(式中、R4はC1~C2アルキル、C3~C6シクロアルキル、C1~C3ハロアルキルである。)から選択される。]である、前記式(I)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0038】
より好ましくはXはNH2である。
【0039】
好ましくは、上記化合物において、XはOHである。
【0040】
上記化合物のうち、特に好ましいものはまた、
R1が水素またはCH3であり、
R2が水素または直鎖C1~C4アルキルであり、好ましくはこれは水素であり、
YがS、OおよびNから選択されるヘテロ原子であり、好ましくはこれはSであり、
Zが直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、直鎖または分岐鎖C1~C4アルコキシ、ハロC1~C3アルキルおよびハロC1~C3アルコキシから選択され、好ましくはこれはメチル、メトキシ、トリフルオロメトキシ、トリフルオロメチルから選択され、より好ましくは、これはトリフルオロメチルであり、
XがOHである、
前記式(I)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0041】
上記化合物のうち、特に好ましいものはまた、
R1がCH3であり、
R2が水素または直鎖C1~C4アルキルであり、好ましくはこれは水素であり、
YがS、OおよびNから選択されるヘテロ原子であり、好ましくはこれはSであり、
Zが直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、直鎖または分岐鎖C1~C4アルコキシ、ハロC1~C3アルキルおよびハロC1~C3アルコキシから選択され、好ましくはこれはメチル、メトキシ、トリフルオロメトキシ、トリフルオロメチルから選択され、より好ましくはこれはトリフルオロメチルである、前記式(I)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0042】
上記化合物のうち、特に好ましいものはまた、
R1が水素であり、
XがOHである、
R2が水素または直鎖C1~C4アルキルであり、好ましくはこれは水素であり、
YがS、OおよびNから選択されるヘテロ原子であり、好ましくはこれはSであり、
Zが直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、直鎖または分岐鎖C1~C4アルコキシ、ハロC1~C3アルキルおよびハロC1~C3アルコキシから選択され、好ましくはこれはトリフルオロメチルである、前記式(I)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0043】
好ましくは、上記式(I)の化合物の全てにおいて、R1は水素であり、フェニルプロピオン酸基のキラル炭素原子はS配置である。
【0044】
特に好ましいものは、2-メチル-2-(4-{[4-(トリフルオロメチル)-1,3-チアゾール-2-イル]アミノ}フェニル)プロピオン酸(本明細書において、DF2726Yとも表す。)およびその薬剤的に許容できる塩、好ましくはそのナトリウム塩(本明細書において、DF2726Aとも表す。)、並びに、2-(4-{[4-(トリフルオロメチル)-1,3-チアゾール-2-イル]アミノ}フェニル)プロピオン酸およびその薬剤的に許容できる塩、好ましくは(2S)-2-(4-{[4-(トリフルオロメチル)-1,3-チアゾール-2-イル]アミノ}フェニル)プロピオン酸(DF2755Yとしても知られる。)およびDF2755Aとしても知られるそのナトリウム塩から選択される、本発明による式(I)の化合物である。
【0045】
式(I)の化合物は、国際公開第2010/031835号(特許文献1)に開示されており、これにはまた、それらの合成方法、IL-8阻害剤としてのそれらの活性、並びに、一過性脳虚血、水疱性類天疱瘡、関節リュウマチ、突発性線維症、糸球体腎炎および虚血および再灌流によって起こる損傷などのIL-8依存性の病状の治療におけるそれらの使用も開示されている。
【0046】
上記IL-8阻害剤のうち、前記2-フェニル-プロピオン酸誘導体は、好ましくは、式(II)の化合物、またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0047】
【化2】
【0048】
式中、
4は直鎖または分岐鎖C1~C6アルキル、ベンゾイル、フェノキシ、トリフルオロメタンスルホニルオキシであり、好ましくはこれはベンゾイル、イソブチルおよびトリフルオロメタンスルホニルオキシから選択される。
【0049】
また、好ましい実施形態によれば、R4はフェニル環の3位または4位にあり、より好ましくは、これは3-ベンゾイル、4-イソブチルまたは4-トリフルオロメタンスルホニルオキシである。
【0050】
5はH、または直鎖または分岐鎖C1~C3アルキル、好ましくはこれはHである。
【0051】
6は直鎖または分岐鎖C1~C6アルキルまたはトリフルオロメチルであり、好ましくはこれは直鎖または分岐鎖C1~C6アルキル、より好ましくはこれはCH3である。
【0052】
上記化合物のうち、好ましいものは、式(II)の化合物またはその薬剤的に許容できる塩であり、
4がC1~C6アルキルまたはベンゾイルであり、好ましくはこれは3位および4位にあり、より好ましくはこれは3-ベンゾイルまたは4-イソブチルである。
【0053】
5がH、または直鎖または分岐鎖C1~C3アルキル、好ましくはこれはHであり、
6が直鎖または分岐鎖C1~C6アルキルまたはトリフルオロメチルであり、好ましくはこれは直鎖または分岐鎖C1~C6アルキル、より好ましくはこれはCH3である。
【0054】
上記化合物のうち、好ましいものは、
4がトリフルオロメタンスルホニルオキシ、好ましくは4-トリフルオロメタンスルホニルオキシであり、
5がH、または直鎖または分岐鎖C1~C3アルキル、好ましくはこれはHであり、
6が直鎖または分岐鎖C1~C6アルキルまたはトリフルオロメチルであり、好ましくはこれは直鎖または分岐鎖C1~C16アルキルであり、より好ましくはこれはCH3である、式(II)の化合物またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0055】
上記化合物のうち、好ましいものはまた、式(III)の化合物またはその薬剤的に許容できる塩である。
【0056】
【化3】
【0057】
式中、
R’は水素であり、
Rは、Hまたは式SO2Raの残基(式中、Raは直鎖または分岐鎖C1~C4アルキル、またはハロC1~C3アルキルであり、好ましくはRaはCH3である)である。
【0058】
好ましくは、式(II)または式(III)の上記化合物において、フェニルプロピオン酸基のキラル炭素原子はR配置である。
【0059】
本発明による、特に好ましい式(II)の化合物は、R-(-)-2-(4-イソブチルフェニル)プロピオニルメタンスルホンアミド(レパリキシンとしても知られる)およびその薬剤的に許容できる塩から選択される。好ましくは、前記化合物は、R-(-)-2-(4-イソブチルフェニル)プロピオニルメタンスルホンアミドのリシンin situ塩(本明細書でDF1681Bとも表す。)である。
【0060】
更に、本発明による特に好ましい式(II)または式(III)の化合物は、2-(4-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)フェニル]-N-メタンスルホニルプロピオンアミドおよびその薬剤的に許容できる塩、好ましくはそのナトリウム塩、好ましくはR(-)-2-(4-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)フェニル]-N-メタンスルホニルプロピオンアミド(DF2156Yとしても知られる。)およびそのナトリウム塩(ラダリキシンまたはDF2156Aとしても知られる。)である。
【0061】
本発明による式(III)のさらに特に好ましい化合物は、R(-)-2-[(4'-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)フェニル]プロピオンアミド(DF2162としても知られる。)である。
【0062】
式(II)および(III)のIL-8阻害剤は、国際公開第00/24710号(特許文献2)および国際公開第2005/090295号(特許文献3)に開示されており、これにはまた、それらの合成方法、IL-8阻害剤としてのそれらの活性、ならびに、IL-8によって誘導される好中球走化性および脱顆粒の阻害剤としてのそれらの使用、および乾癬、潰瘍性大腸炎、メラノーマ、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、水疱性類天疱瘡、関節リュウマチ、突発性線維症、糸球体腎炎および虚血および再灌流によって起こる損傷などのIL-8依存性の病状の治療におけるそれらの使用も開示されている。
【0063】
本発明の第2の目的は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の治療および/または予防のための薬物の調製のための上記定義のIL-8阻害剤の使用である。
【0064】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記薬物は、先行するインフルエンザ感染、敗血症、重度の虚血または再灌流傷害に関連する二次細菌感染の治療および/または予防のためのものである。
【0065】
本発明の第3の目的は、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の治療および/または予防のための方法であって、それを必要とする対象に、治療上有効な量の、上記で定義されたIL-8阻害剤を投与する工程を含む方法である。
【0066】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記方法は、先行するインフルエンザ感染、敗血症、重度の虚血または再灌流傷害に関連する二次細菌感染の治療および/または予防のためのものである。
【0067】
本明細書で使用される、「治療上有効な量」は、その疾患の治療または予防を実現するのに十分な量をいう。有効な量の決定は、所望の効果の実現に基づいて、十分に当業者の能力の範囲内である。有効な量は、対象の体重および/または疾患の程度、または対象が受ける望まない状態を含むがこれらに限定されない因子に依存するであろう。
【0068】
本明細書で使用する、用語「治療」および「予防」は、それぞれ、患者が潜在的疾患にまだ悩まされているかもしれないという事実にかかわらず、治療される疾患またはそれに関連する1以上の症候の根絶/改善または発症の予防/遅延をいう。
【0069】
本発明の第4の目的は、薬剤的に許容できる賦形剤および/または希釈剤と共に、二次細菌感染、好ましくは二次呼吸器感染、より好ましくは肺炎球菌感染の治療および/または予防に使用するための上記定義のIL-8阻害剤を含む医薬組成物である。
【0070】
好ましい実施形態によれば、前記二次細菌感染は、先行するインフルエンザ感染、敗血症、重度の虚血または再灌流傷害に関連している。
【0071】
本発明の目的のために、本発明によるIL-8の阻害剤は、錠剤、カプセル、シロップなど経口製剤による、好ましくは制御放出製剤の形態での使用、または 非経口投与、好ましくは静脈内または筋肉内投与に適した滅菌溶液の形態での使用に適した医薬組成物に配合される。医薬組成物は、例えばRemington, "The Science and Practice of Pharmacy", 21st ed. (Lippincott Williams and Wilkins(非特許文献26))に開示されている、従来の方法に従って調製することができる。
【0072】
平均日用量は、患者の疾患の重症度、状態、年齢、性別、体重などのいくつかの因子に依存する。用量は一般に、1日あたり、式(I)の化合物の1から1500mgまで変動し、任意に複数回投与に分けられる。
【実施例
【0073】
以下の実験セクションにおいて、本発明をさらに詳細に説明する。
【0074】
実験セクション
実施例1
材料および方法
マウス
雄のC57BL/6Jマウス(8-12週齢)を、ミナス ジェライス連邦大学(CEBIO UFMG/ブラジル)のCentral Animal Facilityから入手し、市販の固形飼料と水を自由に摂取できる状態に維持した。記載されているすべての手順は、地元の動物倫理委員会(CETEA/UFMG 13/2010および381/2015)の事前承認を受けた。
【0075】
細菌株およびウイルス株
Streptococcus pneumoniae(ATCC 6303 血清型3)を、血液寒天プレート上で37℃、5%CO2で12時間増殖し、感染ストックを[Tavares, L.P., et al., Inhibition of PDE4 During Pneumococcal Pneumonia Reduces Inflammation and Lung Injury in Mice. Am J Respir Cell Mol Biol, 2015(非特許文献27)]に記載のように調製した。接種物は常に細菌懸濁液のプレーティングにより確認された。
【0076】
本明細書でIAVと称されるマウス適応ウイルスインフルエンザ A/WSN/33 H1N1を、[Garcia, C.C., et al., Platelet-activating factor receptor plays a role in lung injury and death caused by Influenza A in mice. PLoS Pathog, 2010. 6(11): p. e1001171(非特許文献28)]に記載されているようにMDCK(Madin-Darby Canine Kidney)培養細胞中で増殖した。感染前に、ストックを氷上で解凍し、滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で希釈した。
【0077】
マウス感染
IAVおよびS.pneumoniaeの単一感染については、マウスに、60mg/kgのケタミンと4mg/kgのキシラジンで麻酔をかけ、104PFUのIAVまたは104CFUのStreptococcus pneumoniaeを鼻腔内に滴下注入した。二次肺炎球菌感染モデルでは、麻酔したマウスに、500PFUのIAVを感染させ、ウイルス感染の14日間後、マウスに、イソフルランを麻酔し、103CFUのS.pneumoniaeを感染させた。対照マウスにはPBSを投与した(モック感染)。
【0078】
治療プロトコル
呼吸器感染中のCXCR1/CXCR2拮抗作用の効果を評価するために、強制経口投与により、0.1%カルボキシメチルセルロース(CMC)で希釈したCXCR1/CXCR2非競合的アロステリックアンタゴニスト、R(-)-2-[(4’-トリフルオロメタンスルホニルオキシ)フェニル]プロピオンアミド(DF2162)(100μl-10mg/kg)で、マウスを処置した。ビヒクルで処置した動物には、0.1%のCMCのみ100μlを投与した[Russo, R.C., et al., Role of the chemokine receptor CXCR2 in bleomycin-induced pulmonary inflammation and fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol, 2009. 40(4): p. 410-21(非特許文献29)]。この投与量および投与スケジュールは、他のモデルで好中球の流入を有意に阻害することが示されており、当該分子の長い半減期と一致している[Cunha, T.M., et al., Treatment with DF 2162, a non-competitive allosteric inhibitor of CXCR1/2, diminishes neutrophil influx and inflammatory hypernociception in mice. Br J Pharmacol, 2008. 154(2): p. 460-70(非特許文献30)]。
【0079】
単一のIAV感染では、感染したマウス(104PFU)を、感染の日から5日間、1日2回処置した。炎症、ウイルス力価および肺損傷にアクセスするために、感染の5日後にマウスを安楽死させた。体重減少も伴った。
【0080】
肺炎球菌の単一感染では、感染マウス(105CFU)を、感染の6時間後、次いで、12、24、36時間後に処置した。感染の48時間後、マウスを肺損傷、細菌数、および炎症の評価のために安楽死させた。致死実験のために、マウスは、2日間、1日2回処置され、10日間伴われた。
【0081】
最後に、二次肺炎球菌感染実験では、マウスに500PFUのIAVを感染させ、感染の3日目から6日目まで(1日2回)処置した。IAV感染の14日後、マウスに、103CFUのS.pneumoniaeを感染させた。致死と体重減少を伴った。IAV感染の16日後(肺炎球菌感染の2日後)に、肺の損傷、炎症、ならびに気道および血液中の細菌数の分析のためにマウスを安楽死させた。
【0082】
気管支肺胞洗浄(BAL)および組織抽出
指定された時点で、マウスを致死量のケタミン/キシラジン(それぞれ180mg/kgおよび15mg/kg)で安楽死させ、細菌数を測定するために血液を採取し、気管支肺胞洗浄(BAL)を実施した。そのために、マウスの気管を露出させ、1.7mmのカテーテルを挿入し、1mlのPBSの2つのアリコートを気管支肺胞コンパートメント内に3回流して、マウスの気道の白血球と細菌を回収した[Garcia, C.C., et al., Platelet-activating factor receptor plays a role in lung injury and death caused by Influenza A in mice. PLoS Pathog, 2010. 6(11): p. e1001171(非特許文献28)]。細菌数を測定するために、BAL液100μlを血液寒天に播種した。遠心分離後、細胞のペレットを使用して、総細胞数および示差細胞数を得た。製造元の説明書(R&D Systems、米国)によるELISAおよびBradfordアッセイ(Biorad)を使用した総タンパク質定量によるサイトカイン(IL-12p40、IL-10、TNF-α、IL-6、CXCL1およびCXCL2)の測定にBAL液体上清を使用した。マウスの右肺を、組織への好中球動員の間接的な定量化(ミエロペルオキシダーゼアッセイ-MPO)およびウイルス滴定のために採取した。肺の左葉を、さらなる組織学的検査のためにホルマリンで固定した。
【0083】
肺ミエロペルオキシダーゼアッセイ
前述のように、50mgの肺組織を、抗プロテアーゼを含む緩衝液で均質化した[Russo, R.C., et al., Role of the chemokine receptor CXCR2 in bleomycin-induced pulmonary inflammation and fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol, 2009. 40(4): p. 410-21(非特許文献29)]。均質化したサンプルの上清25μlと、1.6mMの3,39-5,59-テトラメチルベンジジン(TMB;Sigma-ジメチルスルホキシドに溶解)および、HTABを含むリン酸緩衝液(pH5.4)に溶解した、0.01mMのH22の溶液25μlとを使用して、MPOレベルを入手した[Russo, R.C., et al., Role of the chemokine receptor CXCR2 in bleomycin-induced pulmonary inflammation and fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol, 2009. 40(4): p. 410-21(非特許文献29)]。
【0084】
ウイルスの定量化-プラークアッセイ
ウイルス滴定のために、無菌状態で採取された肺の重量を測定し、無菌の冷PBSで均質化した。サンプルの連続希釈液を、MDCK細胞単層で1時間インキュベートし、前述のように72時間アガロースで覆った [Garcia, C.C., et al., Platelet-activating factor receptor plays a role in lung injury and death caused by Influenza A in mice. PLoS Pathog, 2010. 6(11): p. e1001171(非特許文献28)]。肺のグラムあたりのプラーク形成単位の数を表した。
【0085】
組織学的分析
肺損傷、それに続くIAVおよび肺炎球菌感染にアクセスするために、肺の固定左葉をエタノールで徐々に脱水し、パラフィンに包埋した。光学顕微鏡下での検査のために、4mmの切片を切り取り、H&Eで染色した。組織病理学的スコアは、実験グループを知らない病理学者によって実施され、気道、血管および実質の炎症、さらに5ポイントの一般的な好中球性炎症を合計18ポイントのスコアで評価した[Garcia, C.C., et al., Platelet-activating factor receptor plays a role in lung injury and death caused by Influenza A in mice. PLoS Pathog, 2010. 6(11): p. e1001171(非特許文献28)]。
【0086】
統計分析
GraphPad Prism 4.0を使用して、統計とグラフを実行した。一元配置(one-way)ANOVA、それに続くNewman Keuls事後検定を使用して3つ以上のグループを比較し、2つのグループ間の比較には、対応のないt検定を使用した。生存率曲線は、ロングランク検定によって分析され、体重減少曲線は、曲線下面積の分析を使用して比較された。p<0.05の結果は、統計的に有意であるとみなされた。
【0087】
結果
IAV感染はCXCL1とCXCL2のレベルを増加させ、マウスの気道および肺への好中球の流入を増加させる
致死的および重度のIAV感染後の好中球浸潤およびケモカインCXCL1およびCXCL2のレベルを調査するために、マウスに104(重度の接種)または106PFU(致死的接種)のウイルスを感染させた。より少ない接種量の場合には、1、4、7、10日後、より多い接種量の場合には、1、3、5日後、BALおよび肺を採取した。気道における両方のケモカインのレベルは、104PFUのIAVによる感染の4日後にピークに達し、その後減少した(図1A)。致死接種量での感染は、マウスの気道におけるケモカインのより速くより高い産生をもたらした(図1D)。CXCL1およびCXCL2の産生の増加は、マウスの気道および肺への好中球の大量流入と相関し、接種量に依存していた(図1B-CおよびE-F)。
【0088】
CXCR1/CXCR2拮抗作用はIAV感染中マウスを保護する
治療環境でのインフルエンザ感染に対するCXCR1/2の役割を調べるため、マウスに104PFUのIAVを感染させ、次いで、マウスの肺における好中球数を効率的に減少させる用量のDF2162で1日2回(感染後0日から5日)処置した[Russo, R.C., et al., Role of the chemokine receptor CXCR2 in bleomycin-induced pulmonary inflammation and fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol, 2009. 40(4): p. 410-21(非特許文献29)]。DF2162による治療は、体重減少の低下に見られるように、罹患率を減少させた(図2A)。薬物治療は、気道に取り込まれた白血球の数(図2B)、特に好中球の数(図2C)、ならびに炎症促進性サイトカインTNF-αおよびCXCL1のレベル(図3A-B)を含む、炎症反応のいくつかのパラメーターも低下させた。DF2162による治療では、感染マウスの肺のMPOレベル(図2D)およびIL-6レベル(図3C)は減少しなかった。驚くべきことに、ビヒクルで処置した動物と比較して、治療したマウスの肺におけるウイルス量は減少した(図2F)。さらに、DF2162での治療により、IAV感染に伴う肺損傷が減少した(図3D)。組織学的分析により、肺のより保存された領域が示され、治療した動物の肺の細気管支炎および血管炎症が減少した(図8)。
【0089】
CXCR1/CXCR2拮抗作用は、S.pneumoniae感染中マウスを保護する
好中球は、細菌の複製と播種を制御するために重要であることが知られているが、肺炎球菌性肺炎中の肺の損傷および死とも相関している[Tavares, L.P., et al., Inhibition of PDE4 During Pneumococcal Pneumonia Reduces Inflammation and Lung Injury in Mice. Am J Respir Cell Mol Biol, 2015(非特許文献27)]。したがって、マウスは感染後0日(6時間)から2日目までDF2162で処置され、致死率と炎症パラメーターが観察された。肺炎球菌感染の状況でのDF2162治療は、マウスを致死から守り(図4A)、これは、感染マウスの気道に動員される、白血球(図4B)、特に好中球(図4C)の数の減少と関連していた。驚いたことに、感染した治療マウスの気道と肺(図4D)の好中球が減少したにもかかわらず、DF2162は、マウスの気道において同様の細菌数で見られるように、感染を制御する宿主の能力を変更しなかった(図4E)。さらに、感染したマウスの肺の組織学的分析は、DF2162での治療が感染に起因する肺損傷を減少させることを示した(図4Fおよび図9)。
【0090】
CXCR1/CXCR2の拮抗作用はIAV感染後の肺炎球菌感染から保護する
主にStreptococcus pneumoniaeによって引き起こされる二次性細菌性肺炎は、IAV感染患者の予後不良の重要な一因であり、死亡率と罹患率の増加につながる[Klein, E.Y., et al., The Frequency of Influenza and Bacterial Co-infection: A Systematic Review and Meta-Analysis. Influenza Other Respir Viruses, 2016(非特許文献31)]。2009年に発生したようなインフルエンザの大流行の間、致命的な症例のかなりの割合は、抗生物質の使用にもかかわらず、二次肺炎球菌感染によるものであった[Palacios, G., et al., Streptococcus pneumoniae coinfection is correlated with the severity of H1N1 pandemic influenza. PLoS One, 2009. 4(12): p. e8540(非特許文献32); Jain, S., et al., Hospitalized patients with 2009 H1N1 influenza in the United States, April-June 2009. N Engl J Med, 2009. 361(20): p. 1935-44(非特許文献33); Dominguez-Cherit, G., et al., Critically Ill patients with 2009 influenza A(H1N1) in Mexico. JAMA, 2009. 302(17): p. 1880-7(非特許文献34)]。二次細菌感染によって引き起こされる悪化した炎症反応は、この死亡率の増加の理由の1つである。二次細菌感染に対するCXCR1/2の役割を調べるために、マウスに、致死量以下のIAV(500PFU)接種物を感染させ、感染の3~6日間はDF2162またはビヒクルで処置した。IAV感染の14日後、感染したマウスの肺ではウイルスは検出されなかった(データは示していない)。その後、マウスは致死量以下のS.pneumoniae(103CFU、二次感染)による二次感染を受けた。対照マウスは、IAVまたはS.pneumoniaeのいずれかの単一感染を受けた。両方の単一感染は、致死率が低く、体重減少が小さい軽度の疾患をもたらした(図5A-B)。単一のIAV感染の16日後、または肺炎球菌の接種量が少ない単一の感染の2日後、マウスの気道または肺の好中球数の増加はなかった(図5D-E)。さらに、気道内には少数の細菌しか検出されず、S.pneumoniaeのみに感染したマウスの血液には細菌は検出されなかった(図5F-G)。対照的に、IAV感染後の肺炎球菌感染は、マウスの気道および肺への好中球の大量動員(図5C~E)、気道内の細菌の過剰増殖(図5F)、および血液へのそれらの浸透(図5G)を引き起こした。これにより、二次感染マウスの死亡率は100%になった(図5A)。
【0091】
インフルエンザ感染中のDF2162の投与は、CXCR1/2拮抗作用が二次感染後の死亡を遅延させ(図5A)、体重減少を低下させたこと(図5B)を示した。これは、二次感染後の気道(図5D)および肺(図5E)への好中球の動員の減少と関連していた。上記で報告したように、好中球の数の減少にもかかわらず、本発明者らは、マウスの気道内の細菌数が変化していないことを観察した(図5F)。驚くべきことに、二次感染マウスの血液中の細菌数が減少した(図5G)。さらに、DF2162による治療は、二次感染中に生じた炎症促進性サイトカインIL-6、TNF-α、CXCL-1およびIL-12のレベルの増加を防いだ(図6A-D)。驚くべきことに、IL-12レベルはIAV単一感染の16日後も、より高いままであった(図6C)。ビヒクルで処置した二次感染マウスと比較した場合、抗炎症性サイトカインIL-10のレベルもDF2162処置マウスで減少した(図6E)。
【0092】
要するに、DF2162で処置したマウスでの好中球の流入とサイトカイン産生の減少により、二次感染に関連する激しい肺損傷が減少した(図7A-B)。IAVまたはS. pneumoniaの致死量以下接種による単一感染は、別個の白血球浸潤を特徴とする軽度の気道、血管および実質の炎症を引き起こした。対照的に、二次性肺炎球菌感染は、実質構造の著しい損失を伴う気道への大量のポリモルフォおよび単核細胞の移動を誘発した。一部のマウスの肺には、壊死および線維化組織のいくつかの領域が認められた。DF2162による治療は、そのような組織病理学的肺損傷を減少させた(図7C)。これらの結果を確認するために、BALの液体中のタンパク質のレベルを、血漿漏出、したがって、肺上皮バリアの破壊または組織損傷のマーカーとして使用した[Garcia, C.C., et al., Platelet-activating factor receptor plays a role in lung injury and death caused by Influenza A in mice. PLoS Pathog, 2010. 6(11): p. e1001171(非特許文献28)]。タンパク質漏出の評価は、IAV感染の16日後、BALF中のタンパク質レベルの増加が感染マウスでまだ観察されることを示した。二次的であるが、一次的ではない肺炎球菌感染は、顕著なタンパク質漏出をもたらし、組織学的結果と一致して、DF治療によりBALF中のタンパク質レベルを低下させた(図7C)。
【0093】
本発明者らはまた、DF2162による治療により、好中球の動員、ならびにIAVおよびS.pneumoniae感染の両方に関連する罹患率および死亡率が減少することを観察した。本発明の化合物はまた、その後のIAVおよびS.pneumoniae感染に関連する肺の損傷および死亡を防いだ。炎症の減少にもかかわらず、DF2162による治療は感染を制御する能力を低下させなかった。
【0094】
実施例2
マウスにおけるウイルス(インフルエンザA)感染およびタバコの煙曝露を組み合わせた肺炎症悪化モデルにおけるCXCR1/2経路の効果
慢性閉塞性肺疾患(COPD)は、世界的に重要な健康問題であり、世界中の全死亡の約5%を占めている有病率を高めている。この疾病は、通常進行性であり、有害な粒子またはガスに対する肺気道の慢性炎症反応の増大に関連する持続的な気流制限によって特徴付けられる(Sethi, S. et al. Am. J. Med. 125, 1162-1170; 2012(非特許文献35))。喫煙は主な危険因子であり、適切な治療法はない。
【0095】
肺組織における好中球の存在の増加は、特にTNF-α、IL-6、IL-8などの炎症性サイトカインの過剰産生をしばしば伴うCOPD患者の特徴である。好中球は疑いなく急性炎症の主要なエフェクターであるが、いくつかの証拠は好中球が慢性炎症状態にも寄与する可能性もあることを示している(Kolaczkowska, E. & Kubes, Nat. Rev. Immunol. 13, 159-75; 2013(非特許文献36))。COPDの主な臨床症状には、慢性気管支炎、気流制限、肺気腫があり、COPD患者は、罹患率と死亡率を劇的に増加させるこれらの症状の悪化を頻繁に経験する。(Rabe KF et al. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 532-555; 2007(非特許文献37); Jeffery, P. Chest Filley Lec, 251S-260S; 2000(非特許文献38))。
【0096】
これらの悪化の間、肺組織の好中球の数は、肺組織のリモデリングを促進するマトリックスメタロプロテイナーゼと酸素反応性種(ROS)のレベルの上昇と並行して、著しく増加する。(Oostwoud, L. C. et al. Nat. Publ. Gr. 1-16, 2016(非特許文献39))。特に、COPDの病態生理における炎症の重要性にもかかわらず、糖質コルチコイドによる治療は、疾患の進行を回避したり、その悪化を防ぐことができない。したがって、COPD患者に対する新しい安全で効果的な治療がとても必要とされている。(Barnes, P. Nat Rev Drug Discov 1, 437-446; 2002(非特許文献40); Garnock-Jones, K. P. Drugs 75, 1645-1656; 2015(非特許文献41)).
ウイルス感染はCOPD悪化の主な原因の1つである(Mackay, A. J. & Hurst, J. R. Immunol Allergy Clin North Am 33, 95-115; 2013(非特許文献42))。そのため、本発明者らは、COPD悪化をモデル化するために、マウスでインフルエンザ感染とタバコの煙曝露(Cs)を組み合わせた。本発明者らは、本質的に雌のC57BL/6マウスを12日間Csに曝露し、毎日のCs曝露開始後7日目に1000pfuのH1N1インフルエンザウイルスに感染させた(Cs-H1N1)。感染後5日目の肺組織および気管支肺胞洗浄(BAL)の分析は、ウイルス感染とCsの組み合わせが、ウイルス感染(H1N1)またはCs単独(Cs)と比較した場合、BALの好中球浸潤と肺組織のMPO活性を相乗的に増加させることを示した(図10AおよびB)。また、CSまたはH1N1感染単独と比較して、KCおよびTNF-αなどの炎症促進性ケモカインとサイトカインのレベルも大幅に増加した(図10C)。
【0097】
インフルエンザウイルスのLD50を使用した生存アッセイでは、Csと組み合わせると、マウスの死亡率が80~100%に達することが示された(図11)。
【0098】
このモデルのデキサメタゾン治療(1mg/kg p.o.)は、BALの単核細胞浸潤を減少させたが、好中球浸潤の増加または死亡率の増加を変化させることはできなかった(図10および11)。これらの知見は、好中球がこのモデルの炎症悪化および死亡率の増加の主な要因である可能性を示唆しているため、発明者らは、Cs-H1N1マウスを、感染の日から7日間、1日1回、10mg/Kg p.oで、CXCR1/2アンタゴニストであるDF2156Aで処置する別の生存アッセイを実施した。本発明によるDF2156A治療は、マウスの死亡率を有意に遅らせ(p<0、0021)、わずかに低下もさせた。対照的に、デキサメタゾンまたはチオトロピウム治療は、マウスのCs-H1N1グループと有意な差を示さなかった。
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図11