【実施例】
【0153】
抗癌及び抗転移組成物及び方法
転移は、ほとんどの癌患者、恐らく最も有意には最も人口が多い癌患者の特に乳癌患者において持続的生存のための最大の治療挑戦課題である。転移に関する遺伝子及び調節因子の確認は、かなり複雑で臨床的観点から難治性であることが立証されている。DNA結合(Id)タンパク質の阻害因子は、乳癌転移を含む癌転移で様々な役割を果たすように多様に関わっている。転移部位では高いId1の発現が観察される。Id1は、報告によると、癌細胞を循環(「播種」)させ、離れた転移性部位に播く(「定着」)ことを可能にする重要な間葉上皮転換(MET)変化調節において機能する。Id1の人工的遺伝子ノックダウンは、肺で腫瘍細胞によりMETを混乱させ、乳癌のネズミ科モデルで肺転移の発生を遮断することが報告されている。
【0154】
本発明は、小分子が哺乳動物対象生体内でId機能を効果的に標的化及び遮断し、転移を撹乱させたり、癌の進行を遅らせ又は予防し、最終的に癌患者死亡率を軽減又は予防することができるという臨床的に実行可能な提示を最初に提供する。
【0155】
本発明の抗Id化合物は、癌患者で転移を治療及び/又は予防するための新らしくて大いに有効な方法を提供する。下記実施例は、例示の小分子抗Id薬、N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(「AGX51」)の開発、特徴及び抗転移用途を説明する。この例示のリード化合物は、AGX51プラットホームに基づいて(例えば、化学式I、II、III及びIVに記載された代わりの薬剤設計に関して上述の通り)抗Id活性を有した同等な薬剤の合理的設計のための基礎を提供する。AGX51は、膨大なインシリコ小分子スクリーン(2×10
6個に至る候補化合物)を含む、徹底した分子スクリーニングを通じて明らかにされた。本願で特徴とされるAGX51は、Id1及びその同族の結合パートナー(重要な調節bHLHタンパク質、例えばE47を含む)の二量化を妨害するのに効果的な方法で、Id1の二量化ドメインに隣接する疎水ポケットに結合することができる第1の小分子剤としてスクリーンから現れた。この画期的発見は多くの点で驚くべきものであり、多くの候補遮断剤を用いてこれらの分子相互作用を効果的に妨害するこれまでの努力を、非常に不確実で常に失敗させた、HLH−bHLH二量化の性質及び複雑性が少しもない。
【0156】
記載された通り本発明のAGX51及び他の抗Id化合物は、bHLHタンパク質を有したId二量化官能基に結合して損傷させるだけでなく、この機序によって、臨床的に実行可能な方法で重要な転移性経路で下流のId活性と機能的に干渉もする。これらの活性のうち、特にAGX−51は用量依存的方法でDNAに対するE47結合を高める(Id1−E47二量化のAGX−51の有効な拮抗作用と関係がある)。下記実施例は、本発明の抗Id化合物が(恐らくId−BHLHタンパク質二量体を混乱させ、Idをユビキチン媒介された分解、及び同様に他のId分解的機序に露出させることによる「脱保護」又は「脱遮蔽」を通じて)細胞及び生体におけるId濃度の減少を効果的に媒介することを示す。本願におけるこの新たな予想しない抗Id化合物の活性は、本願で言及した他の強力な抗Idの効果なしで、単独で臨床対象における有害Id濃度を減少させる有効な手段を提供し、前癌細胞における癌の発生危険を直接的に減少させ、腫瘍性細胞における癌形質の転換を低減し、既存の新生物及び癌の転移潜在力を減少させることによってこれらの対象で癌を軽減又は予防する。
【0157】
下記実施例はネズミ科の乳癌細胞(4T1)を、AGX51を用いて治療することにより、有害なId1タンパク質の濃度の臨床的に実行可能な減少を結果として提供することを示す。癌細胞培養試験におけるこの驚くべき結果に関し、AGX51は、細胞の生存力(アラマーブルー検査で測定)を減少させ、腫瘍様塊の形成を抑制する。また、本発明の抗Id組成物及び方法は、調節タンパク質p16及びp21で治療の変化をもたらし、AGX51治療対象の血液中のIdの循環濃度を減少させ、循環内皮細胞及びEPCを下方制御し、本願で明らかにされている数多くの追加の、明らかに異なる活性の中でも転移及び腫瘍の成長に関する病原性血管新生を下方制御する。試験管内及び生体内の両方におけるこれらの及び他のデータは、遺伝子的Idノックダウン実験からの結果と一致し、画期的な抗Id小分子薬に対して予想しない驚くべきものと解釈されざるを得ない。
【0158】
これらの例示のデータは、さらに本発明の抗Id化合物及び方法が様々な転移性機序及び経路を強力に混乱させるということを示す(特に白血性、肺癌、膀胱癌、及び乳癌前臨床モデルで明らかにされている)。
【0159】
これらの研究で最後に、最有力候補の抗Id薬AGX51は、ヒトを含む他の哺乳動物対象における臨床薬剤有用性の予測で広く受け入れられている複数の癌の種類の生体内ネズミ科モデルで実際腫瘍転移を明確に減少させることが証明された。4T1細胞の尾静脈注射後24時間後の腹腔内注射で50mg/kgで投与時、AGX51は、肺転移の発生をかなり減少させる。肺転移の著しくより大きい阻害は、AGX−51投与を1日1回から2回に増加させた時に観察された。相当する研究及び結果は、ネズミ科の乳癌モデルから提供された。追加のデータはAGX51がId依存METを遮断し、従って哺乳動物対象における転移性疾患を予防又は短縮させるという表明を提供する。本発明の抗Id化合物によるこれらの新たな活性の更なる立証は、4T1転写体及びEMT/MET経路に対するAGX−51効果の研究として進行中である。
【0160】
本願に提供された実施例は、単に説明のためのものであり、そして熟練家により本開示内容の教示と同等な実施形態を含み本発明の範囲又は実際的な適用を制限すると誤解釈されてはならない。これらの実施例は例示の小分子阻害剤AGX57を用いてIdタンパク質の濃度及び転移媒介機能を遮断及び無能力化し、本願に記載された他の類似の化合物が、Id結合解除及び機能に対して有効な追加の製剤を提供するために、これらの教示を基にして構成される。
【0161】
実施例1
抗Id化合物の同定及び試験
本願に開示された実験は、364種の化合物の同定、及びId抑制に有用な12個のペプチドの同時的な設計をまとめる。これらの実験は、追加の抗Id化合物の識別、だけでなく、Idを阻害することができる候補化合物の有効性分析のための手段をさらに提供する。下記の検査には、候補化合物の有効性、例えば、Id結合、Id二量化封鎖、及び/又は細胞及び生体におけるIdの不安定化及び分解を媒介する能力を確認するための試験に実行可能な手段が含まれる。
【0162】
数百万個の化学物質を3次元的E47−Id1相互作用マッピングを用いてスクリーニングし、E47−Id1相互作用を潜在的に阻害することができる小分子を識別した。同族Id1結合構造を概念化して、仮想スクリーニングはId1の複合体に対するモンテカルロシミュレーションを使用し、収集及び分析した1,000,000ステップ及び100個の形態を含む小型化合物(固定された螺旋状破片)スクリーンを稼動した。最善のスコア及び総エネルギーを有した複合体の形態を、追加分析用として選択した。
【0163】
仮想スクリーニングから上位3,000個の化合物をClogP<5、tPSA<80、分子量<600、及び化学的及び生化学的安定性に対して追加分析した。インシリコスクリーンで同定された364個の化合物が、表1に列挙されている。
【0164】
【表1(1)】
【表1(2)】
【表1(3)】
【表1(4)】
【表1(5)】
【表1(6)】
【表1(7)】
【表1(8)】
【表1(9)】
【表1(10)】
【表1(11)】
【表1(12)】
【表1(13)】
【表1(14)】
【表1(15)】
【表1(16)】
【表1(17)】
【表1(18)】
【表1(19)】
【表1(20)】
【表1(21)】
【表1(22)】
【表1(23)】
【表1(24)】
【表1(25)】
【表1(26)】
【表1(27)】
【表1(28)】
【表1(29)】
【表1(30)】
【表1(31)】
【表1(32)】
【表1(33)】
【0165】
実施例2
合成抗Idペプチドの考案
E47−Id1ヘテロ二量体構造のX線からのE47分子をペプチドの考案のための鋳型として使用した。ペプチドはId1とロイシン−ジッパー種類の二量体を形成(E47とは形成しない)するよう設計され、Id1と塩橋及び分子間H結合を形成する極性又は荷電した側鎖の導入により安定化できる。考案されたペプチドは、溶液中にα−螺旋形構造を維持する有意な可能性を有していると考えられた。特定のペプチドに対しては、ペプチドのヘリックス傾向が極性又は荷電した側鎖の導入により増大し、Id1と相互作用しない位置で分子内H結合及び塩橋を形成する。天然アミノ酸を含んでいるペプチドのみ考慮された。
【0166】
提示されたペプチド二量体構造の安定性評価のためのId1ペプチド複合体のモデルのために、複数の動力学シミュレーションが行われた。シミュレーションはAMBER−94力場を用いて300SYMBOL 176 \f "Symbol" \s 12Kの真空で行われた。位置的な拘束はId1の骨格原子を決定構造に近接するように維持するために適用され;Idの側鎖原子及びペプチドの全ての原子は拘束されなかった。40ピコ秒の平衡及び300ピコ秒の取得シミュレーションの間、二量体構造はポテンシャルエネルギーにおいて比較的小さい変動を有し、初期モデルに近く残っていた。ペプチドは、全体の多重動力学軌道の間、α−へリックス構造を維持した。初期モデル及び最終多重動力学構造でペプチド位置の間の平均自乗根の偏差は、C
α原子に対しては0.50Åであり、全ての重い原子に対しては0.74Åであった。ペプチドをId1に固着させる分子間H結合は、多重動力学シミュレーションの間、安定性を維持するように算出された。
【0167】
必要な基準に符合するペプチドは、候補抗Id化合物として同定された(表2)。
【0168】
【表2】
【0169】
同定された化合物及びペプチドを、下記実施例においてさらに詳細に記載されるゲル移動及び細胞検査を用いた追加の試験及び分析に適用した。
【0170】
実施例3
合成抗Id化合物のゲルシフト分析
インシリコ薬剤スクリーン及びペプチド合成から同定された376個の小分子を用いて、ゲル移動試験を実施した。同定された化合物を5%のDMSOに100μmの濃度で溶解し、E47、Id1及びMckを含有する結合混合物で反応させた。対照として、組換えヒトE47を共通E−Box応答因子(MCK−5’TTG ATC CCC CCA ACA CCT GCT GCC TGA AGC T(配列識別番号17))を含有する
32P標識されたMCK二本鎖オリゴヌクレオチドを含有する標準結合反応に使用し、100ngのId1をE47及びp32標識されたMCKを用いる標準結合反応に添加した。30分の培養後、反応混合物を5%の非変性ポリアクリルアミドゲルに溶解し、オートラジオグラフで撮影した。結合されたE47−MCKは、移動されたバンドを結果として提供した反面、未結合MCKは、ゲルの底面に移動した。Id1及びE47及びMCKを含有する反応混合物では、E47がMCKに結合することができないことを示した。同定された分子がId1を阻害することができれば、ゲル移動試験は結合されたE47−MCKの移動されたバンドを示したはずである。また、移動されたバンドの存在は、小分子がE47及びMCKの間の相互作用に対しては有効性を有さず、正常的なbHLH媒介転写経路上における小分子の任意の非特異的効果の欠如を示す重要な観察を示唆する。
【0171】
インシリコ薬剤スクリーンで同定された376個の小分子のうち、表3で17個がゲルシフト分析で最も顕著な抗Id活性を示すと確認された。これらの分子は、E47、Id1及びMCKの存在時、顕著なゲル移動を提供する。
【0172】
【表3(1)】
【表3(2)】
【0173】
表3で特定される分子は、E47、Id1及びEboxの存在下にゲル移動を媒介する。これらの17個の分子を更なるゲルシフト分析にかけて、結果の再現性及び一貫性を確認した。全てのこれらの化合物は、ゲル移動で特異な点を結果として提供し、これらが試験条件下にId1−E47二量化の相互作用を撹乱できることを示した。ゲル移動程度(有効Id1−E47二量化封鎖と同等なものと考えられる)を基にして、2種類の小分子:N’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジド及びN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(N−[3−(1,3−ベンゾジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル]−N−ベンジルプロパンアミド)を追加試験用に選択した。しかし、表1、2における全ての376個の分子及び特異的に表3に列挙された全ての17個の分子が、本発明の方法組成物に使用するための抗Id候補化合物として考えられる。
【0174】
N’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジド(HTS 03876、Maybridge)及びN−[3−(1,3−ベンゾジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル]−N−ベンジルプロパンアミド(N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド)(6958667、Chembridge)は、Id1の存在下にE47−MCKの間の結合を回復するその能力に基づいて同定された。これらの分子のE47−Id1相互作用を遮断する能力を、細胞ベースの試験でのその効果の分析前に類似の試験で2回以上確認した。また、二つの化合物の有効性が、ゲル移動試験で用量比例性であることが立証された。
【0175】
実施例4
白血病細胞におけるId−bHLH結合のAGX51撹乱及びAGX51媒介Id分解
本実施例は、例示の抗Id化合物、N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(「AGX51」)の、bHLHタンパク質とのId二量化を混乱させ、及び細胞システムにおける未結合Idタンパク質の迅速な分解を誘発する新たな能力を示す。ETOキメラ性タンパク質を発現するTA白血病細胞をビヒクル対照(DMSO)又は20μΜ濃度の、ラセミAGX51、AGX51の精製された(+)−鏡像異性体(下記の「鏡像異性体分離A」における頂点「E−1」)、又はAGX51の精製された(−)−鏡像異性体(鏡像異性体分離Aにおける頂点「E−2」)で処理した。細胞溶解物(20μg)をSDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜に移動させた。免疫ブロットをウエスタンブロッティングで分析し、化学発光で視角化した(
図1)。Id1及びId3に対する一次抗体をBioCheck社(Foster City、CA)から入手した。
【0176】
図1は、TA白血性細胞をラセミAGX51で処理した後、Id1及びId3の濃度が大きく減少することを示すウェスタンブロットゲルを提供する。本願で他の調査文書で記録された通り、(−)−AGX51鏡像異性体(「鏡像異性体分離A」における第2溶出頂点「Ε−2」(下記参考))の抗Id活性は、驚くべきことにラセミAGX51の抗Id活性よりも遥かにより大きく、(+)−AGX51(「鏡像異性体分離A」における第1溶出頂点「E−1」と表示)は、Id1に対し最小の有効性のみを有する(
図1)。
【0177】
実施例5
乳癌細胞におけるId−bHLH結合のAGX51媒介撹乱及びAGX51媒介Id分解
Idに結合してbHLHタンパク質とのId二量化を混乱させ、未結合Idタンパク質分解を誘発するAGX51の能力を乳癌の細胞モデルで立証した。4T1ネズミ科の乳癌細胞を前記実施例IVにおけるようにビヒクル対照(DMSO)又は20μΜ濃度の、ラセミAGX51、AGX51の精製された(+)−鏡像異性体(「頂点分離A由来のE−1」)、又はAGX51の精製された(−)−鏡像異性体(「頂点分離A由来のE−2」)で処理した。細胞溶解物(20μg)をSDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜に移動させた。免疫ブロットをウエスタンブロッティングで分析し、化学発光で視角化した。Id1及びId3に対し同一の一次抗体(BioCheck、Foster City、CA)を使用した。
【0178】
抗Id化合物AGX51の立体特異的活性は、この乳癌モデル(4T1細胞)から部分的に確認された(
図2)。しかし、これらの結果は、AGX51鏡像異性体の間のこの立体特異性に対する分子基盤をさらに複雑にする。乳癌細胞に相当するウェスタンブロットデータ(
図2)は、再度抗Id1結合撹乱及び分解に対して(−)−AGX51鏡像異性体が(+)−ANGX51鏡像異性体よりも遥かに優れていることを示すことを表す(弱いId1信号が全てのレーンで依然として検出可能であるが、これは除去又はノックダウンが任意の試料で完了していないことを示す)。
【0179】
白血病細胞及び乳癌細胞の両方でId1タンパク質の濃度のこの立体特異的(−)−ABX51媒介破壊は、前記鏡像異性体が転移性疾患の予防及び治療媒介に強力な手段として深く関わっていることを示す。
【0180】
白血病細胞に対する実施例IVに示された結果とは対照的に、AGX51製剤(ラセミ体「混合」、又は(+)又は(−)濃縮した鏡像異性体製剤)のいずれもが、乳癌細胞におけるId3分解を促進するId3結合を効果的に害しない損なわないようである。
【0181】
(−)−AGX51鏡像異性体に対する抗Id1活性が独歩的なものでない場合、AGX51及びその鏡像異性体に対する予想しない立体特異的調査結果は、支配的追跡を提供する。比較すると、抗Id1活性は(+)−AGX51鏡像異性体では最小又は完全に欠乏している。(−)−AGX51鏡像異性体特異的活性は、白血病細胞から逆説的にId1及びId3の両方に対して強力である反面、前記モデルで(+)−AGX51鏡像異性体製剤(「Ε−2」)に相当する濃度の活性が観察される(
図1)。前記後者の観察は、実験の産物であり得、恐らく(+)−AGX51製剤中に少量の(−)−AGX51鏡像異性体(5〜10%)(鏡像異性体分離Aからの分画「E−1」)がId3の濃度の強力な減少を媒介する可能性がある(3種類の製剤全部に対して観察される:ラセミ体「混合」;(+)−鏡像異性体「E−1」;及び(−)−鏡像異性体「E−2」)(
図1)。
【0182】
しかし、本願におけるId−1及びId3立体特異的データの対照は、この単純な「汚染物」の説明に対する疑問を提起する。あるいは、特定の癌細胞中により低い濃度のId3が存在するか、又はId1よりId3に対する全ての形態のAGX51のより大きい活性が存在するかもしれない。しかし、この後者の解釈は、AGX51ラセミ体、(−)−AGX51又は(+)−AGX51鏡像異性体のいずれもが、乳癌細胞での有意なId3分解を媒介しないようであることを示唆する、
図2における結果により正当性を疑われる。
【0183】
従って、(−)−AGX51鏡像異性体が白血病細胞で二つの複合体Id1−及びId3−bHLH全部強力な不安定化及び破壊(本願に提供される検出濃度でId1及びId3タンパク質の全体除去に該当)を媒介し、これに比べて乳癌細胞では相当する抗Id1立体特異的活性が(−)−AGX51鏡像異性体にはあるが、乳癌細胞で任意の形態のANGX51に対し観察される抗Id3活性は全くないか、又はほとんどない(三つの製剤が全て白血病細胞で強力な抗Id3タンパク質除去の有効性を発揮することは驚くべきであり、当惑する発見として考えられるに違いない−恐らく研究のうち、この細胞型でのみ表される(−)−AGX51の微小な汚染及び特別な抗Id3効力、又はあるいは不完全な立体特異的効果(ここで(−)−AGX−51は、極めて抗Id1優勢であり、(+)鏡像異性体に抗Id3活性は全くないか、又はほとんどなく、但し(−)−AGX51及び(+)−AGX−51鏡像異性体の両方が相当する抗Id3活性を示す)が指定され得る。
【0184】
本願で観察される(−)−AGX51鏡像異性体の驚くべき抗Id効力は、生物系における立体化学の従来の理解事実に基づいては予想されれないものである。単純な生化学的システムにおける立体化学的相互作用の概念は、反対極性鏡像異性体の間における潜在的な異質的活性を予想する。しかし、当該分野では任意の化合物、例えばANGX51の間における立体化学的機能異質性予測に対して類似の基礎を提供するにおいては明確に失敗した。AGX51は、Idと相互作用し、bHLHタンパク質及びその他の複合体結合パートナーとのId二量化を混乱させることが示された画期的化合物である。これらの複合体結合対のうち特に同種及びヘテロ二量化ドメインを含む大型へリックス−ループ−へリックス構造は、従来の立体生化学モデル(例えば、単純な酵素−基質相互作用)では関連性がない。AGX51と類似の任意の化合物のうち、任意の種類の立体特異的効果の科学的に整粒された予測はないが、これはAGX51が本願で最初に探求され記録された発見の発生初期分野の開拓抗Id薬であるためである。
【0185】
実施例6
癌細胞株に対する抗Id化合物の致命的な有効性
前立腺癌細胞株DU145及びPC3(10%BCS中)を、米国種菌協会(Rockville、MD)から入手した。細胞を10%のBCS(ハイクローン、Logan、UT)及び適切な抗生剤(ペニシリン/ストレプトマイシン、ファンギゾン、及びゲンタマイシン(InvitrognInc.,Carlsbad,CA)を含有するHam’s F12(Gibco,Carlsbad,CA)培地で培養した。全ての細胞を5%のCO
2を含有する完全加湿大気中で37゜Cで培養した。
【0186】
50%密集度で、細胞を100μΜのDMSO、1000mOsmolのウレア+NaCl、1μΜのN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)、10μΜのN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド、及び100μΜのN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル))−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド、1μMN’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジド、10μMN’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジド、又は100μΜのN’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジドで処理した。細胞の形態及び成長を1週間、形態又は細胞死における変化に対する顕微鏡検査で毎日監視した。アトポーシスは、Promega(Madison.WI)社のカスパーゼ−Glo3/7試験システムを用いてカスパーゼ3及びカスパーゼ7活性を測定することによって決定した。
【0187】
100μmの濃度のN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジル]プロピオンアミドは、3日内にPC3細胞の大量細胞死を誘導し、処理6日後には、生存細胞が観察されなかった。DU145細胞に対する有効性は、3日後には明確ではなく、細胞は健康ではないように見え、対照に比べて増殖することができなかった。さらに、6日後には、DU145細胞のN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミドを用いた処理が細胞死を誘導した。N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミドも、1μΜだけ低い濃度でDU145におけるアトポーシスを誘導し得る(
図3(C))。また、細胞生存は、N’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジドにも敏感であった。1μmの濃度におけるN’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジドは、DU145細胞で細胞死を誘導し得る。要約すると、E47−Id1相互作用の2種類の小分子阻害剤は、前立腺癌細胞株で大量の細胞死を誘導することが確認された。
【0188】
N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミドの前立腺癌細胞に対する有効性の根源となる分子機序は、アトポーシスの一次メディエーター、カスパーゼ3/7の活性測定により評価される。N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(1−100μm)を用いた処理は、DU145及びPC3細胞の全部でカスパーゼ3/7における有意な増加をもたらし、これはアトポーシス誘導剤のスタウロスポリン(10μm)で処理した細胞におけるカスパーゼ活性よりもさらに高い。
【0189】
実施例7
AGX51は、白血病細胞でp16濃度を回復する
MML−AF9融合タンパク質を過発現するマウスから誘導された白血病細胞をN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)の濃度を増加しながら処理した。10μΜのAGX51でDMSO対照に比べて50%成長抑制が観察された。総細胞溶解物を50mMのトリス−HClpH7.5、150mMのNaCl、1%のトリトンX−100、0.1%のSDS、0.5%のデオキシコール酸及び0.02%のナトリウムアザイドを、新しく添加されたコンプリートプロテアーゼ阻害剤と共に含有する緩衝液を用いて収集した。タンパク質溶解物(20μg)をSDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜に移動させた。免疫ブロットをウエスタンブロッティングで分析し、ウェスタンライトニング化学発光検出キットを用いて視角化した。
図3に示された通り、IC
50濃度におけるAGX51は、DMSOビヒクルに比べてp16を回復させた。前記研究に使用された一次抗体は、Epitomics、Burlingame社(CA、USA)から購買した。
【0190】
実施例8
AGX51は、ヒト膀胱癌細胞からp21濃度を回復する
ヒト膀胱癌細胞株にN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)を濃度を増加しながら処理し、AGX51の濃度衝撃に対しては、上記でp16のAGX51による回復に対する実施例VIIに記載された通り加工した。総細胞溶解物を記載された通り収集し、加工し、分離し及びウェスタンブロットに移動させた。ウェスタンブロットは、
図3に示されたとおり用いて視角化された。AGX51は、p21の顕著な用量依存性の回復を媒介した。p16回復活性の場合と同じように、前記活性は、細胞システムモデリング臨床疾患で強力な抗Id有効性を表す。p21の場合、Idは、本来p21の細胞周期制御及び抗増殖効果に関わっているp21の正常なEタンパク質調節を損傷させる。これによって本発明の新たな抗Id化合物及び方法が転移環境中のId濃度を機能的にノックダウンするか、又は除去し、ここでIdのノックダウンは直接的にp21のEタンパク質の誘導を遊離し、健康なp21濃度を癌細胞に戻しておく。本発明のAGX51及びその他の抗Id化合物のこの分子回復活性が、本願で細胞の移動、細胞の増殖、アトポーシス及び転移性疾患の進行及び臨床的阻止に対するその他の重要機序上で強力な抗癌及び抗転移影響を媒介することが示される。
【0191】
実施例9
抗Id化合物は癌細胞株で重要な細胞周期制御を回復させる
DU145前立腺癌細胞を米国種菌協会(Rockville、MD)から入手した。細胞に血清を24時間の間欠乏させ、1μMのN’−(4−イソプロピルフェニル)−1−ベンゾチオフェン−2−カルボヒドラジド(AGX8)又はN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)を24時間処理した。処理後、細胞を洗浄し、エタノール中に固定し、プロピジウムヨウ化物で染色後、蛍光活性化された細胞分類(FACS)分析(Accuri Cytometers、Inc.,AnnArbor、MI)で分析した。細胞ペレットを懸濁させ、細胞周期の各識別される段階における細胞数をフローサイトメトリーで測定した。
【0192】
AGX51及びAGX8は、共に細胞周期制御を良好に回復することについて、明確な活性を示した。AGX8は、細胞周期制御の救援に対して前記試験でAGX51よりも有効でなかった。これらのデータは、Id1が正常的な細胞周期制御を損なうか又は不能にすることによって、部分的に癌促進及び転移誘導作用を部分的に媒介するという報告と一致する。
【0193】
本願における研究に従い、細胞周期制御を媒介するAGX51の能力は可能な立体特異的効果に関してさらに分析した。
図5は、1つの特異的鏡像異性体、(−)−AGX51(「E2」)がDU−145前立腺癌細胞における細胞周期制御の回復でラセミAGX51(「E0」)より著しくより大きい活性である反面、残りの鏡像異性体(+)−AGX51(「E1」)は事実上不活性のようであるという驚くべき結果を説明する。データは、サブG0(アトポーシス性)、G1、S及びG2/M相における細胞%の平均値である。エラーバーはSEであり、*はp<0.05と定める。処理濃度は、全て10nMであった。改善された細胞周期制御は、細胞周期のG2/m相においては、より少ない細胞で例示され、サブG0細胞休眠相においては、より多くの細胞で例示される。
【0194】
前述した調査結果は、本発明の抗Id化合物がId依存性の細胞周期調節喪失の強力な撹乱を媒介することを示す。従って、本発明は制御されない癌又は転移性細胞増殖と関係がある、Id調節喪失細胞周期循環の制限を通じて癌の発生を直接的に無能力化する手段及び方法を提供する。関連した研究配置で、発明者はヒト疾患の細胞システム及び生体内モデルの両側で癌細胞の数多くの異なる種類の増殖速度を大きく減少させるものと示された、本願に記載された抗Id化合物の直接的な抗増殖有効性を立証した。
【0195】
AGX51の直接的な抗増殖活性は、他のモデルの特にヒト膀胱癌細胞における癌細胞の増殖を制限する用量に比例した方法で明らかにされている。UMUC−3ヒト膀胱癌細胞をDMSO(対照)又は10μΜ又は20μΜのAGX51で処理した。48時間後、細胞の生存力数はトリパンブルー排除染色で決定した。また、全体の細胞溶解物は、50mMのトリス−HCl(pH7.5)、150mMのNaCl、1%のトリトンX−100、0.1%のSDS、0.5%のデオキシコール酸及び0.02%のナトリウムアザイドを、新しく添加されたコンプリートプロテアーゼ阻害剤と共に含有する緩衝液を用いて収集した。3種類の20μgのタンパク質溶解物をSDS−PAGEで分離し、ニトロセルロース膜に移動させた。免疫ブロットをId1、p16又はp21に対するウエスタンブロッティングで分析し、ブロット上の結果はウェスタンライトニング化学発光検出キットを用いて視角化した。3種類の一次抗体は、Id1、p16又はp21に対するのである。Id1に対する一次抗体はBioCheck社(Foster City、CA)から入手した。p16及びp21抗体はPierce Antibodies社、(Rockford、IL)から購買した。アクチン染色を内部標準化に用いた。
【0196】
これらの研究で、ANGX51は、DMSO対照に比べておおよそ50パーセントの成長抑制(10μMのAGX51から観察される)を媒介した。また、これらの研究は、AGX51媒介の抗増殖活性がId1タンパク質におけるAGX−51媒介減少と関係があり、p21濃度における増加を伴うことを立証した(p16濃度に対しては、実質的な効果がより少ない)。従って、p21活性/発現の直接的な調節物質として作用すると、ANGX51もまた、細胞周期制御安定化及び内皮前駆細胞(EPC)及びEPC依存性腫瘍関連血管新生の産生減少のために機能する。
【0197】
実施例10
AGX51は、転移に必須のId依存性細胞の移動を遮断する
細胞の移動は、全般的に特定の細胞の、1つの場所からもう1つの場所に移動する能力を促進する数多くの個々の生物学的過程の和を反映する。細胞の移動は、腫瘍の転移に必須の統合機序であり、最も致命的な過程は新生物に関するものである(Chiang及びMassague、2008年)。本実施例は本発明の例示の抗Id化合物、例えばAGX51がId依存性転移性細胞の移動遮断により転移性疾患を軽減又は予防する方法を示す。
【0198】
細胞の移動潜在力は、従来の「スクラッチアッセイ」方法を使用し容易に明らかにされる。スクラッチアッセイの基本的なステップは、細胞単一層に「スクラッチ」を生成して、スクラッチ付近への細胞の移動開始時及び細胞の移動の間、一定の間隔の映像捕捉及び前記映像比較で細胞の移動速度定量を伴う。試験管内のスクラッチアッセイは、細胞の移動における細胞マトリックス及び細胞−細胞相互作用に関する研究に特に適している。
【0199】
この研究のために、PC3細胞をプレーティングし、ほとんど密集するように生長させる。p200ピペットチップを用いて細胞層中にチャネルをスクラッチし、細胞を洗浄し、スクラッチ領域からの残骸を除去した。続いて、AGX−51投与ビヒクル(DMSO)を含有する培地又はAGX−51を含有する培地を細胞に添加して、細胞を毎日撮影した。
【0200】
結果を
図6に示された写真に提供する。4日後、投与ビヒクル(DMSO)を含有する培地で処理したプレーティングされた細胞試料中のスクラッチ又はチャネルが消失し、AGX−51で処理したプレーティングされた細胞試料中のチャネルのみが開いたままである。一定に繰り返したこの試験は、相当する結果を提供し、抗Id活性AGX51が強力にId依存性細胞の移動を阻害するということを明らかに表す。従って、本発明はId依存性細胞の移動を減少又は無能力化して癌の発生及び転移を直接的に遮断する追加の手段及び方法を提供する。
【0201】
実施例11
AGX51は、癌の成長及び転移に必須のId依存性血管新生を遮断する
VEGF−165及びFGF−2処理マトリゲルプラグを第0日にC57BL/6マウスに移植した。マウスをビヒクル又はAGX51で処理した。抗Id化合物をプラグ(25μg/mg)に又は毎日ip処理(30又は100mg/kg)で10日間提供した。プラグは第10日目に収合し、固定させて、パラフィン包埋させた。各プラグの3個セクション(5μΜの厚さ)を抗CD31抗体で染色し、ヘマトキシリン及びエオシン染色を用いて対照染色した。CD31陽性微細血管をプラグ毎にした全体断面に対して計数し、平均微細血管の密度±SDを決定した。Student’st試験を統計分析に用いた。
【0202】
本研究からの微細血管データは
図7に提供される。ビヒクル対照動物に比べて、全てのAGX51対象は新たな血管の形成に対して著しく保護された。研究に対する統計処理は次の通りであった:p>0.05(n=7)、25μg/plug、30及び100mg/kgの用量グループそれぞれに対してビヒクル(n=9)に比べ0.01(n=6)及び0.01(n=7)。最大の保護は100mg/kg、qdのip投与で44%であった。マトリゲルプラグのスライスを研究の終わりに組織学的に分析し、対照対象に比べAGX51処理対象で完成血管及び、従って、内皮細胞の存在における主な減少を明らかにした。
【0203】
関連した研究で、雌性ヌードマウスにMDA−MB−231ヒト乳癌細胞を同所移植で(乳腺脂肪パッド)移植した。移植前に、MDA−MB−231細胞にトリプシン処理し、遠心分離して、50%のpDPBS/50%のマトリゲル溶液中に5x10
6細胞/50μLの濃度で再懸濁させ、使用時まで冷凍した。冷凍したマトリゲルを4゜Cで24時間の間解凍した。注射器、針及び細胞は使用される時まで氷で維持した。注射前に、細胞を逆転により軽く混合し、必要な体積だけ25x5/8”ゲージの針が備えられた、冷たい注射器に提供した。泡の発生に有意しながら注射器を軽く逆転させ混合した。4〜6週齢で、マウスに10x10
6のMDA−MB−231細胞を含有する50μlのマトリゲルを同所移植部位に注射した。細胞はケタミン(120mg/kg)/キシラジン(6mg/kg)により麻酔された動物の右側の尻尾の方の乳腺脂肪パッドに26x3/8”ゲージの針を用いて同所移植で注射した。続いて、腫瘍が100mm
3の体積に定着されるようにし、その後、動物(通常は5動物/治療グループ)に無作為でビヒクル(DMSO)又は60mg/kgのAGX51 1日2回をipで処理した。処理の41日後、マウスを子宮頸部脱臼で犠牲にして、腫瘍を摘出し、10%の緩衝した(中性)ホルマリンに組織病理学的分析用に固定させた。組織をホルマリンから取り出して3xPBSで洗浄し、24〜48時間の間4゜CでPBS中30%のスクロースに浸るようにして冷凍保護し、パラフィンに包埋した。パラフィンブロックはスライドに組み入れるために5μmの厚さセクションに凍結セクションする時まで−20゜C又は80゜Cで保管した。スライドを抗CD31で処理して、PBSで洗浄し、内皮細胞をアビジン−ビオチン複合体(ABC)システムを用いて検出した。スライドをヘマトキシリン及びエオシン染色でカウンター染色し、核が見えるようにした。
【0204】
これらの研究試料で一貫して観察された通り、内皮細胞がある血管がビヒクル処理組織学的サンプルでは目立ったが、AGX51処理された動物では一貫して欠けていた。
【0205】
これらの調査結果は、本発明のAGX51及び他の化合物の抗Id機能がIdによって媒介された病原性血管新生の特異的封鎖まで拡張されるということを直接表明した。転移性カスケードにおけるこの媒介機序は、腫瘍関連血管新生の封鎖を通じた癌管理及び転移性疾患の予防及び減少のための特に強力な手段を提供する。
【0206】
実施例12
内皮前駆細胞(EPC)の阻害によってもたらされるAGX51の抗癌有効性
本発明の追加の組成物及び方法は、別々に内皮前駆細胞(EPC)の産生抑制及び生存減少により腫瘍関連血管新生を損傷させる。EPCは、新たな腫瘍の血管新生に対する寄与(及び腫瘍の成長により引き起こされる血管破壊から定着した腫瘍の救出)による腫瘍の成長及び転移促進を担う。EPCの産生及び生存は、癌及び転移性システムでId依存性であり、従って本発明の抗Id組成物及び方法がEPCの軽減又は予防を通じて及び/又はEPC機能及び発生能の不全を通じて転移を効果的に軽減又は予防する。
【0207】
本実施例は、本願における他の実施例で提示されたものと同一の試験対象を用い、非処理対照動物で癌の進行及び転移を誘導する病態中の対照動物を抗Id処理動物と比較する。本実施例の追加の目的は、本発明の組成物及び方法を用いて処理又は未処理された動物でEPC濃度のId依存性変化を示すことである。本実施例によると、前述した実施例IV〜VIIで記載された処理及び未処理モデル動物の各クラスがEPC濃度に対して評価される(例えば、EPCマーカー(例えばGFP+及びVE−カドヘリン+)に対し誘導された抗体を用いる多変量流動分類を用いて、骨髄又は循環血液からの試料でEPC測定)。本発明の抗Id組成物及び方法、特に(−)−ANGX51で処理した動物は、抗Id化合物媒介された、EPC濃度における用量依存性の減少を表す(対照動物、及びより少ない活性の抗Id化合物、例えばラセミANGX51及び特に抗転移不活性(+)−ANGX51鏡像異性体で処理した動物と比較)。
【0208】
実施例13
抗Id化合物が生体内腫瘍の成長を抑制する
ヌードマウス(n=8/治療グループ)にMDA231ヒト癌細胞を移植する。移植14日後、マウスをipでDMSO(ビヒクル)又はDMSO中の50mg/kgのAGX51で処理した。全てのマウスには、第8日第22日に始まり、5日間連続してivで7.5mg/kgを投与した。ボックスプロットは移植53日後の腫瘍の体積である(研究の最終日)。
【0209】
対照グループにおける動物2匹及び処理グループにおける動物1匹が第53日に斃死した(データは使用しない)。全ての生存した動物に対する腫瘍の大きさの調査結果が、
図13に提供される。
図8に示された通り、AGX51を用いた処理は腫瘍の成長に対して約50%の有意な[ビヒクル(DMSO)対照に比べてp=0.05]マイナス効果を提供する。
【0210】
実施例14
AGX51の用量の最適化
CD1雄性マウス(3/時点)にipでDMSO中の30mg/kgのAGX51を処理した。投与前及び投与後、0.25、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0及び42時間目に後眼窩の穿孔によりへパリン添加されたチューブに血液を収集した。試験のための1μgの内部標準(S109037、Aldrich社、St.Louis、MO)及び100μLのpH7.4PBSを血液から収穫した血清に添加した。混合物を1分間1mLのメチルt−ブチルエーテル(MTBE)と共にボルテックスさせ、MTBEを乾燥N
2(g)と共に遠心分離して除去した。MTBE除去後、残留する残渣を200μLのACNで再構成した。5μLの前記溶液を電気噴霧LC−MSセットがカップリングされている2.0x250mmのC18カラムを用いるLC/MSで分析し、HPLC流出物中のm/z432(AGX51)及びm/z468(S109037)をモニターした。ACN(85)/H
2O+0.1%のギ酸の流速は、200μL/分である。繰り返し100μL対照血漿に0、0.03、0.11、0.33、1又は3μgのAGX51を添加して、記載された通り試料を分析して補正曲線サンプルを2回製作した。補正試料における432対m/z468の割合(y)及び、試料におけるAGX51の濃度(x)を線形回帰で分析し、傾き(m)及び切片(b)を収得し、実験試料で前記割合をAGX51の濃度で変換するために使用した。試験からの典型的なイオンクロマトグラムを
図9に提供する。
【0211】
図10に示された通り、AGX51は、第1時点で15分に発生したC
maxに速く吸収された。観察されたプロファイルは、第1区画からの除去に対するt
1/2がおおよそ30分、第二区画からの末端除去t
1/2がおおよそ6時間で二つの区画モデルと一致した。薬剤はおおよそ80リットル/kgのVz/Fに広く分布され、100mL/kg/分を超えるGl/Fに比較的迅速に取り除かれた。
【0212】
様々な投与シミュレーションがWinNonlin(Pharsight、Sunnyvale、CA)における二つの区画モデルを用いて行われ、PKパラメーターはWinNonlinにおける二つの区画モデルに対する血漿濃度データの適合度から算出した。標的基準は、様々な癌細胞培養システム、例えば、DU145(前記実施例VI及びVに示される)で増殖を抑制するためのAGX51に対し観察されたlC
50値の範囲の下限である2μΜ(0.431μg/mL)を超えるAGX51の血清濃度を維持するためである。
図11に示された通り、シミュレーションは60mg/kg、1日2回の投与が標的基準を達成することを提示した。
【0213】
実施例15
AGX51がヒト対象における癌薬効予測のための許容されたネズミ科モデルで生体内肺癌転移を極めて減少させる
本実施例は本願の新たな抗Id化合物及び方法の強力な、生体内抗転移の有効性を示す。ルイス肺癌の尾静脈注射に従来の方法による肺転移の測定を後続した。30匹のC57BL/6マウスに7.5x10
5のルイス肺癌(LLC)細胞/動物を移植した。移植7日後、グループ毎に5M/5Fに毎日腹腔内に(ip)25日間ビヒクル(DMSO)、又は50mg/kgのラセミN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)を投与した。移植14日後、もう1つのグループの5M/5F動物に毎日ipで18日間50mg/kgのN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミドを処理した。腫瘍を第7日〜14日まで3回測定した。14日目に腫瘍を摘出した。
図4から立証されるように、動物は摘出後18日目である第32日に肺転移の存在に対して検屍した。第14日目の腫瘍は各処理グループに対しておおよそ同じ大きさであったため、実験の末期で明らかにされた肺転移の任意の差は、比較グループにおける異なる腫瘍の大きさによりもたらされるものでないことを保障する。
【0214】
図12に示されたデータは、例示の本発明の抗Id薬、AGX51を用いたヒト疾患の動物モデルの処理を通じて生体内媒介された、これまでにない抗転移活性を示す。データが表明するように、本研究でラセミAGX51は、5個の転移性腫瘍巣よりもさらに多く提示する処理された動物数における50%超えの減少を媒介する。本願におけるデータは、さらに複数の試験試料で一致することが示され、さらに抗Id有効性(細胞におけるIdタンパク質のAGX51媒介Id結合撹乱及び除去、及び転移に重要なId依存細胞の移動の破壊)の他の証拠とも一致する。本願におけるこれらの及び他の研究結果により、本発明の抗Id化合物は哺乳動物対象における転移性癌発生及び進行を治療、軽減及び予防する強力な手段を提供する。
【0215】
実施例16
AGX51は抗転移薬有効性の臨床予測モデルを用いた生体内乳癌転移を極めて減少させる
本実施例は臨床的乳癌治療有効性の広く許容されたネズミ科モデルを用いた乳癌媒介に巣をおく。乳癌転移は全世界的にヒトにおける癌死亡の主な原因である。乳癌転移の共通部位は肺である。前記実施例IIIは、マウスにおける移植された肺腫瘍の転移に対するAGX51の治療有効性を立証した反面、本研究は試験対象の血流に直接注射された乳癌細胞に対するAGX51の抗転移効果を測定する。
【0216】
ルシフェラーゼ遺伝子でタグされた乳癌細胞(4T1)をBalb/cマウスの尾静脈を通じて注射した(マウス当り5.0x10
4細胞、5個のマウスグループ)。肺転移の発生を生物発光映像化により監視した。腫瘍細胞注射後第1日目に、マウスを1日2回、i.p.で4週間投与ビヒクル(DMSO)(5マウス)又は50mg/kgのN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)(5マウス)で処理した。生物発光映像化を週1回行った。4週目の週末には、肺を収集して転移性負荷に対して分析した(
図13)。
【0217】
図13に示された通り、AGX51を用いた処理は本実施例の直接的な注射モデルで乳癌転移を極めて減少させた。抗Id処理された動物のこれまでにない40%が完全に転移せずに残っていた。DMSO対照対象に比べてAGX51処理では観察される転移の平均数で5倍数超えの、さらに大きい減少があった。
【0218】
実施例17
AGX51の抗転移効果が(−)−ANGX51鏡像異性体により優勢に又は独歩的に媒介される立体特異性である
(−)−AGX51鏡像異性体の激甚な抗Id1優勢性を特徴とするAGX51鏡像異性体の立体特異的抗Id結合及びId分解(除去)活性を明らかにした上記の先駆的研究を基に、転移性カスケードで細胞過程に影響を与えるAGX51の立体特異的効果を説明するために追加調査を実施した。
【0219】
実施例Vの方法論に後続して、ラセミAGX51及び(−)−AGX51及び(+)−AGX51の二つの鏡像異性体の抗転移効果を並んで比較した。
【0220】
DMSO又はラセミAGX51の投与を受けた5個の対象、及びそれぞれ(−)−AGX51又は(+)AGX51鏡像異性体で処理する5匹のマウスの追加グループを用いて前記実施例Vに記載されたプロトコルによって転移を評価した。これらの研究のために、AGX51鏡像異性体をより高い濃度の鏡像異性体の濃縮(おおよそ98%の鏡像異性体純度)を提供する、異なる分離方法を用いて精製した。興味深いことに、第2濃縮方法(「鏡像異性体の分離方法B」)は第1分離方法Aで提示されたプロファイルと正反対の溶出プロファイルを提供した(方法Bでは(−)−AGX51鏡像異性体が1番目(「頂点1」)に溶出され、(+)−AGX51鏡像異性体が2番目(「頂点2」)に溶出される)。このように明らかに異なる製造デザイン及び溶出プロファイルは、(−)−AGX51及び(+)−AGX51鏡像異性体の各物理化学特性の更なる解明及び説明のために提供される。
【0221】
本研究では(−)−AGX51鏡像異性体により表されるもう1つの優れた抗Id活性を明らかにした;即ち、生体内抗転移効果媒介に対する激甚な優勢又は独歩的な立体特異性。生物発光映像化の際、陽性転移性信号がビヒクル又は(+)−ANGX鏡像異性体の投与を受けた全ての動物の肺領域で観察された((+)−AGX51鏡像異性体グループの動物のうち2匹は、映像化ステップ前に斃死)。これに比べ、ラセミAGX51、又は活性、(−)−AGX51鏡像異性体の投与を受けた5匹のマウスのうち、ただ3匹のみ肺で検出可能な転移性信号を示した。
【0222】
前述した研究と手続上同一の確認研究中、封入体に対する2週予備可視化は、作成を省略してこの文を短縮する。本研究はグループ毎にDMSOビヒクル、ラセミANGX51、(−)−ANGX51(「頂点1」)、又は(+)−ANGX51(「頂点2」)で処理する動物を伴う。
図14に示された通り、DMSO及び(+)−ANGX51(「頂点2」)グループの4匹ずついる動物のうち、2匹では全て広範囲な肺転移(胸部領域における著しい生物発光により表示)が発生した反面、ラセミANGX51及び(−)−ANGX51(「頂点1」)を処理した動物は全部転移信号が完全に清潔なまま残っている。
【0223】
実施例18
抗癌薬協調的療法−AGX51及びタキサン
MDA−MB−231細胞にトリプシン処理し、遠心分離して50%のDPBS/50%マトリゲル溶液に5x10
6細胞/50μLの濃度で再懸濁させ、冷凍した。使用前に、冷凍したマトリゲルを4゜Cで24時間の間解凍した。注射器、針及び細胞は使用される時まで氷で維持した。注射前に、細胞を逆転により軽く混合し、25x5/8”ゲージの針が備えられた、冷たい注射器で必要な体積だけを取った。注射器を軽く逆転させて泡が生じないように注意して混合した。
【0224】
10x10
6のMDA−MB231細胞を含んでいる50μLマトリゲルをケタミン(120mg/kg)/キシラジン(6mg/kg)で麻酔した4〜6週齢の雌性ヌードマウスの右側の尻尾の方の乳腺脂肪パッドに26x3/8”ゲージの針を用いてim投与して同所移植で注射した。腫瘍が100mm
3の体積を確保するようにした後、動物を無作為で分けて試験化合物又はビヒクルを用いてip処理した。
【0225】
移植14日後、マウスにipでDMSO(ビヒクル)、15mg/kgパクリタキセルのDMSO溶液、15mg/kg、パクリタキセルのDMSO溶液を、6.7mg/kg、20mg/kg、又は60mg/kgのAGX51と共に又は60mg/kgのAGX51だけ単独で5日間処理した。腫瘍の体積はデジタルカリパス及び下記式を用いた研究を通じて決定した:腫瘍の体積=1/2(長さx幅
2)、式中、最大の縦直径は腫瘍の長さであり、最大の横直径は幅である。41日の投与後、マウスを子宮頸部脱臼で犠牲にして、最終腫瘍の体積及び重量を記録し比較した。
【0226】
図15及び16に示された通り、19日目に、パクリタキセルは単独で腫瘍の成長をおおよそ40%減少させた。AGX51は、単独で1日2回60mg/kgでも腫瘍の成長に影響を与えられなかった。しかし、3種類のAGX51用量全部−1日2回6、7、20及び60mg/kgは、p≦0.01に腫瘍の成長を著しく減少させ、60mg/kgの用量は研究出発時よりも小さい、多くの腫瘍に最大の有効性を提供した。
【0227】
追加グループのマウスを15mg/kg、q5d、用量に比べて2種類の異なる用量のパクリタキセル−7.5mg/kg及び22.5mg/kg、q5dと共に60mg/kg、1日2回,AGX51−で処理した。7.5mg/kgの用量は、追加の有効性を提供しない反面、22.5mg/kgにおける有効性は15mg/kgの用量で観察されるものよりも改善された点を表さなかった。予備研究で使用された25mg/kgの用量に比べ、マウスが有意な低体温症を経験して、15mg/kgのグループに比べて無気力であったが、動物が22.5mg/kgの用量に対してある程度より良い耐性を示した。
【0228】
第2研究で、ヌードマウス(n=5/60mg/kg、1日2回,AGX51及びパクリタキセル用量(n=8)を除いた処理グループに、再びMDA231ヒト癌細胞を移植した。移植14日後、マウスにipでDMSO(ビヒクル)、15mg/kgパクリタキセル、又は15mg/kg、パクリタキセルと共に60mg/kgのAGX51を処理した。本研究でマウスに対するパクリタキセルの15mg/k、q5d用量の効果は、以前の研究においてより、さらに明確であった:数日間の重症の無気力、低体温症及び不良な外観。腫瘍の成長に対するパクリタキセル単独処理の有効性は発生が遅かった。しかし、最終的にパクリタキセル単独では腫瘍の成長をおおよそ50%減少させ、これらの研究で60mg/kg、1日2回であるAGX51は、
図17及び18に示された通り、この有効性を著しく(p≦0.01)増加させた。
【0229】
追加の研究は、腫瘍の退行を最大化するAGX51の投与時間を調査した。ヌードマウス(n=4/処理グループ)にMDA231ヒト癌細胞を移植した。移植14日後、マウスにipでDMSO(ビヒクル)、40mg/kgのN−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミドを単一投与/1日又は20mg/kgの用量/1日で処理した。第41日目に腫瘍の体積における観察された平均増加(±SD)(最終値から初期値を引く)は242.69±133.58(qd)及び47.98±86.31mm
3(1日2回)であり、差は統計的に有意であった(p<0.03)。
【0230】
本願における追加の研究は、AGX51及びドセタキセルの組み合わせた抗癌有効性を評価した。MDA−MB−231細胞をトリプシン処理して、遠心分離し、50%DPBS/50%マトリゲル溶液で5x10
6細胞/50μLの濃度で再懸濁させ、冷凍した。使用前に、冷凍したマトリゲルを4゜Cで24時間の間解凍した。注射器、針及び細胞は使用される時まで氷で維持した。注射前に、細胞を逆転により軽く混合し、25x5/8”ゲージの針が備えられた、冷えた注射器で必要な体積だけ吸い上げた。注射器を軽く逆転させて泡が生じないように注意しながら混合した。
【0231】
10x10
6のMDA−MB−231細胞を含有する50μLマトリゲルをケタミン(120mg/kg)/キシラジン(6mg/kg)で麻酔した4〜6週齢の雌性ヌードマウスの右側の尻尾の方の乳腺脂肪パッドに26x3/8”ゲージの針を用いてim投与して同所移植で注射した。続いて、腫瘍を100mm
3の体積で定着した後、動物を無作為で分けて試験品又はビヒクルを用いてip処理した。移植14日後、マウスにipでDMSO(ビヒクル)、15mg/kgのドセタキセルq5d、又は15mg/kgのドセタキセルq5d及び20mg/kgのAGX51 1日2回を処理した。
図19に示された通り、第41日の腫瘍の体積(最終−初期)における平均(±SD)は、ドセタキセル及びドセタキセル+AGX51それぞれに対して497.47±63.08(n=5)及び57.55±87.63mm
3(n=4)であった。差は有意であった(p<0.001)。
【0232】
実施例19
Id1遺伝子大Id1タンパク質抑制有効性の比較
Id1ノックアウトマウスにマトリゲル中の106LLC細胞を移植した。腫瘍がおおよそ350mm
3まで成長するようにした後、DMSOビヒクル対照、15mg/kg、q5d.パクリタキセル又は15mg/kg、q5d、パクリタキセル+30mg/kgのAGX51、1日2回19dで処理した(5/処理グループ)。研究にはMS4に指定した2個の追加グループを含ませた:上記で記載された通り移植され、DMSOビヒクル対照又は30mg/kgのAGX51、1日2回19dで処理されたC57BL6マウス。
図20及び21に示された通り、AGX51は、C57BL76マウスに移植されたLLC腫瘍に対しては全く効果がなかった(平均体積±SDがDMSO処理された動物に対しては、5374.18±1912.25mm
3である反面、AGX51処理された動物に対しては5143.44±1122.17mm
3)。普通の抗成長有効性の文献における報告とは反対に、MS4におけるId1欠損は非常に速く成長するLLC細胞で抗成長有効性を全く提供しなかった。また、より一層驚くべきことに、パクリタキセル(PAX)処理が最初の18日の研究では単に非常に平凡な有効性を有し、第20日には全く有効性を示さなかった。しかし、AGX51+パクリタキセルの組み合わせは有意な(p<0.01)抗成長有効性を提供した。
【0233】
実施例20
AGX51の安全性
本発明の抗Id化合物は、ほとんどの従来の化学療法薬に対して観察されるものと対照的に、Idタンパク質を特異的に標的とし、根本的な細胞機能の撹乱又は実質的毒性の提供なく、その強力な抗癌及び抗転移効果を媒介するようである。AGX51の安全性プロファイルを評価するために、8〜12週齢、CD1マウス(5/治療グループ)にq5dでDMSO、15mg/kg、qd、PTX、60mg/kgのAGX51、1日2回又は15mg/kg、qd、パクリタキセル+60mg/kgのAGX51、1日2回(MS3に指定)を投与した。へパリン添加された血液試料を第6日目に最終N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシフェニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド(AGX51)投与後12時間目に後眼窩の穿孔で収得した。血液から収穫血漿を標準臨床化学及び血液学分析水及び正常なパクリタキセル及びAGX51に対し分析した。
【0234】
パクリタキセルだけを単独で処理したものに比べ、重量又は臨床化学(ALB、ALP、ALT、AMY、TBIL、BUN、Ca、PHOS、CRE、GLU、Na、K、TP&Glob)又は血液学(WBC、Lym、Mon、Gra、RBC、Hg、赤血球容積率&血小板)値に対してAGX51の逆効果は全く観察されなかった。同様に、DMSOビヒクル対照に比べこれらの同一の測定に対してAGX51に対し全く有効性が観察されなかった。データはAbaxis VetScan分析器(UnionCity、CA)を用いて収得された。これらの実験室試験に対する代表的なセットに対するデータが
図22に提供される。
【0235】
実施例21
抗Id化合物は加齢黄斑変性において病原性血管新生から保護する
AGX51の抗Id及び抗血管新生活性はヒト加齢黄斑変性(AMD)治療用疾患機序及び薬効の予測で広く許容されたモデルシステムを用いて、マウスの網膜で病原性血管新生に対して強力に保護することが本実施例で明らかにされている。
【0236】
Id3欠損マウス14匹(n=9対照及びn=5マウス)の網膜をフェニレフリン/アトロピンを用いて10分間拡張させた後、ケタミン/キシレン(5:1)を用いて5分間麻酔し、レーザー熱傷を負わせた。カバースリップを透明な眼科用媒体を用いて目の表面に(下部側)位置させ、レーザー用レンズとして作用するようにした。光を目に照らして視神経及び神経網膜を可視化した。続いて、微細レーザーを眼球裏側に垂直となるように設定した網膜の裏に集中させた。熱傷は、血管間の視神経から離れている(血管は避けるようにする)1光学ディスクに位置させた。レーザーに対する設定事項は、下記の通りであった:持続時間100ms、強さ250mW及び直径50ミクロン。レーザー熱傷は神経網膜を貫通し、網膜色素上皮性(RPE)層に巣をおいてBruch’s膜の破裂を引き起こした。熱傷直後、流体のポケットが熱傷周辺に形成され、熱傷地点を表示した。ポケットは熱傷の熱で膨張した流体によるものである。ポケットは結局小さくなるが、熱傷地点は依然として観察される。
【0237】
Bruch’s膜の破裂後2週目に、動物を犠牲にして、その眼球を収穫し、パラホルムアルデヒドに一晩置いた。続いて、眼球をPBSで洗浄し、RPE−脈絡膜−鞏膜複合体を神経網膜から分離した。続いて、複合体(厚さが約200ミクロン)を一晩トリトンX−100及び抗コラーゲンIV抗体を含有するPBSで培養した後、一晩洗浄し、AlexaFluor接合された二次抗体と一晩培養した。続いて、複合体を一晩洗浄し、評価用色褪せ防止媒体(anti−fademedium)に平らに組み入れた。共巣顕微鏡検査を用いたZ線映像化を用いて、4ミクロンセクションを複合体の上部から下部まで映像化した(約50個のイメージ)。続いて、中心瘢痕/血管が生じた領域(複合体の略中間)を手作業で輪郭取り、映像は蛍光の背景濃度に対して独立して分析した。背景蛍光を各イメージの概括した領域から差し引きした後、それぞれ相対的蛍光に対して分析した。続いて、全体蛍光を計算した。4つの熱傷があるそれぞれの動物のnが1である。データは平均病変体積±平均の標準誤差(SEM)で表現し、SPSSソフトウェアを用いて分析した。実験グループの間の差の統計的有意性は、体積の片側試験(one−tailed Student’s t−試験)を用いて算出された。
図23に示された通り、Id3欠損はBruch’s膜のレーザー誘導破壊後の血管新生を損傷させ、これはAMDの前記モデルシステムで病原性血管新生反応の全体発生でId3が少なくとも部分的に関わっていることを示す。前記モデルは広く許容可能であり、数多くの抗AMD薬開発に成功的に用いられている。
【0238】
Id3欠損動物に対する平均CNV面積は野生型動物の面積のおおよそ半分であり、結果は統計的に大きく有意である(p<0.001)。
【0239】
(前記Id遺伝子ノックアウト研究で提示されたような)相当する保護性抗AMD効果が現在、驚くべきことに本発明の小分子抗Id薬、ANGX51を用いて達成される。さらに予想できないことは、ANGX51の抗AMD(抗血管新生)効果が硝子体内(影響された目に直接)、だけでなく腹腔内に(薬剤が安定した、有効な状態で網膜組織に移動しなければならない)処理された対象で観察されたという点である。さらに先駆的なことは、本願におけるデータがAGX51の抗血管新生及び抗AMD有効性が立体特異的であり、活性が主要に又は独歩的に新たな(−)−AGX51鏡像異性体にあるということを説得力を持って示す。
【0240】
図24を参照すると、(−)−AGX51は、上記と同一の方法で硝子体内に(ivt)投与された。C57BLマウス(5/処理グループ)は第1日にレーザー処理によりCNVを有するようになった。試験マウスにAGX51(「E2」)(10μg)の(−)−鏡像異性体を投与し、対照にはビヒクル(70%のDMSO/30%の水)を投与する。レーザー処理1時間後、投与はivtで第7日目にした。第14日に犠牲にして、病変の大きさの測定(フルオレセイン標識されたデキストランを用いて遂行)を行った。
【0241】
図25を参照すると、(−)−AGX51を上記と同一の方法で用いて腹腔内に(ip)投与した。C57BLマウス(10/治療グループ)は第1日目にレーザー処理によりCNVを有するようになった。試験マウスにレーザー処理後2時間目にAGX51(「E2」)(20mg/kg、qd)の(−)−鏡像異性体を投与した後、14日間毎日20mg/kg、1日2回を投与し、対照マウスにはビヒクル(70%のDMSO/30%の水)を提供した。第14日に犠牲にして、病変の大きさの測定を完了した。
【0242】
前述した研究は本発明の例示の抗Id化合物によってもたらされる強力な抗血管新生及び抗AMDを示す。強力な抗Id活性は、再びこれらの研究で使用された(−)−AGX51鏡像異性体を用いて立証される。
図23〜25を比較すると、(−)−AGX51がId3遺伝的ノックダウンにより収得されるように、抗血管新生及び抗AMD有効性を媒介するということが明らかである。二つの抗Id薬試験(
図24及び25)で、観察された抗血管新生活性の程度は、対象で表示される病原性血管新生欠陥の50%超えの減少に該当して、ヒトにおけるAMD及び他の病原性血管新生疾患治療において本発明により提供される臨床的に非常に有効な媒介であることが予測される。硝子体内(ivt)送達の直接経路に比べて腹腔内(ip)投与の遠隔経路により投与された(−)−AGX51により提示される、ほとんど同一の活性(
図25)は、身体における遠隔臨床標的、例えば分離されているか又は標準薬剤の送達/生体使用効率に難治性である激しい腫瘍、CNS標的及び他の区画に達するにおいて前記薬剤のこれまでにない有効性に対する前兆である。
【0243】
実施例22
新たな抗Id診断手段により補助される癌治療及び転移性疾患の管理
また、本発明は、癌を含む増殖性疾患の診断及び再帰的治療のための生体試料からIdタンパク質、例えばId1を検出及び定量するための新たな組成物、方法及びキットを提供する。これらの方法は、本願に記載された抗Id治療に適している癌患者及び他の対象の、敏感かつ大きく成功的な臨床管理達成のための治療計画で変形を加えて患者からIdの検出と共に新たな治療方法で有効に統合できる。
【0244】
本発明の臨床適用のために、続けて治療患者で抗Id有効性を決定することが重要である。AGX51がIdのEタンパク質との相互作用を混乱させる時、Idタンパク質が分解するため、患者におけるId1喪失測定はこれらの患者の治療及び管理状態の変更に有用な情報を提供する。Id濃度は腫瘍を有した実験用マウスだけでなく、乳癌患者の血清で全て上昇している。これらの状況における高い濃度のIdは、試料製造の間又は同時に溶解する循環EPC及び/又は循環腫瘍細胞に関わっているものと考えられる。従って、Id1濃度が患者の血清で減少したのか否かを決定するための単純な血液検査を本発明の抗Id化合物で処理することは、臨床試みの到達のための抗Id化合物の有効性の評価を進行することができるようにする。これらの測定に基づいて、臨床管理は個別患者の疾患状態及び治療反応に合わすことができる(例えば、初期に成功的な薬剤処理時、Id濃度の集中的低下決定時、抗Id薬投与を減少させ、潜在的な不要な治療費用及び/又は副作用を軽減する)。
【0245】
本願における再帰的診断方法の実際的な実行は、下記実施例により立証される協調的に統合された診断/治療臨床管理手段を提供する。試験方法は、生体試料、例えば、体液(例えば、小便、血漿、CNS流体、発現された又は抽出された乳腺流体、など)、組織(例えば、骨髄、血液、腫瘍生検試料)、及び診断に有用なその他の試料物質からId標的を検出するために特別に改変される。この新たな試験の図式的説明が
図26に提供される。この試験は、改良された「サンドウィッチ」技術を使用し、これにより微細適正ウェルに結合された後、癌が公知となったり又は癌の危険に面した癌スクリーン対象からの試験試料(例えば、血清)に露出させたId1に対して非常に特異的なモノクローナル抗体を提供するようになり、試料中のId1タンパク質が抗IdモノクローナルAbによる結合を許容するようになった。洗浄後、プレートをワサビペルオキシダーゼ(E47−HRP)にコンジュゲーションされたE47タンパク質に露出させた。この新たな試験の構築によって、モノクローナルAbに結合された試料からのId1タンパク質は、試料の中に本来存在する量に直接比例してHRP標識されたE47に結合し、維持される。続いて、プレートに結合されたE47−HRPは、比色定量のための発色基質である3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)に露出させた。
【0246】
前述したId1検出試験は、本願でヒト乳癌患者及び正常対象対照を立証して、癌を潜伏(cancerbearing)及び癌患者の完全区別を確かにし、従って、敏感かつ強力な臨床診断、治療及び管理手段を提供するようになった。
【0247】
図26に示された試験設計によると、ELISA微細適正プレートを既知の量の抗Id1マウスモノクローナル抗体(BD PharmingenSan Diego、CA)でコーティングする。100μLのId1標準(10X、20X、40X、50X、160X、320X及び640X(Id1強化マウス血清))をウェルに分配した。続いて、溶液を30秒間徹底的に混合し、4゜Cで16時間の間培養した。16時間後、プレートの内容物を廃棄物容器に出して空にし、培養混合物を除去した。微細適正プレートを蒸留水で5回洗浄し、吸収紙で満遍なく貼り付け、残留水滴を全部除去した。100μLのE47HRPコンジュゲート試薬(1:25又は1:50)を各ウェルに分配し、30秒間徹底的に混合した。続いて、プレートを室温で2時間培養した後、培養を投棄し、微細適正プレートを蒸留水で5回洗浄した後、吸収紙で満遍なく貼り付け、残留水滴を全部除去した。続いて、100μLのTMB試薬を各ウェルに分配し、5秒間軽く混合した。続いて、微細適正プレートを暗室中、室温で20分間培養した。20分後、100μLのStop溶液を各ウェルに添加し反応を中断した。溶液を30秒間軽く混合し、15分以内に450nmで吸光度を検督した。収得した吸光度値をWinNonlin(Pharsight、Mountainview、CA)を用いてMichaelis−Merton双曲線方程式に適用した。濃度データ大吸光度値の適合度に対する相関関係の係数は、0.99超えであった。
【0248】
総42匹のp53ノックアウトマウスを標準条件で維持した。これらを12h明−12h暗サイクルの冷暖房調節空間で広葉樹チップと共にプラスチックケージに閉じ込め、与えられた基本食餌(Oriental NMF;Oriental Yeast Co.,Tokyo.Japan)及び水を任意で用いることができるようにした。血清試料をマウスから収得した。続いて、各マウスからの100μLの血清を既知の量の抗Id1マウスモノクローナル抗体(BD Pharmingen、San Diego、CA)でコーティングされた微細適正プレート上のウェルに添加した。続いて、溶液を30秒間徹底的に混合し、4゜Cで16時間の間培養した。16時間後、プレートの内容物を廃棄物容器に出して空にし、培養混合物を除去した。微細適正プレートを蒸留水で5回洗浄し、吸収紙に満遍なく貼り付け、残留水滴を全部除去した。100μLのE47HRPコンジュゲート試薬(1:25又は1:50)を各ウェルに分配し、30秒間徹底的に混合した。続いて、プレートを室温で2時間の間培養した後、培養を投棄し、微細適正プレートを蒸留水で5回洗浄した後、吸収紙に満遍なく貼り付け、残留水滴を全部除去した。続いて、100μLのTMB試薬を各ウェルに分配し、5秒間軽く混合した。続いて、微細適正プレートを暗室中、室温で20分間培養した。20分後、各ウェルに100μLのStop溶液を添加し反応を中断した。溶液を30秒間軽く混合し、15分以内に吸光度を450nmで検督した。
【0249】
血清試料が収得された後、マウスを犠牲にして腫瘍に対して分析した。
図27に示された通り、受信者操作特性(Receiving Operation Characterist、ROC)曲線による評価を用いて算出された有腫瘍及び無腫瘍動物間に線を引いて分けた。42個の濃度値のROC評価は、ただ1つの偽陽性及び1つの偽陰性を予測した。
【0250】
本発明におけるId検出検査の強力な診断有用性は、乳癌があるか、又はないヒト女性患者の集団で乳癌スクリーニング資格に対して前述した手段及び方法適用によりさらに立証した。15個の血清試料を正常健康又は進展した乳癌がある女性から収得した(BioCheck、Inc.,FosterCity、CA)。盲検分析で、既知の量の抗Id1マウスモノクローナル抗体(BD Pharmingen、San Diego、Ca)でコーティングされた微細適正プレート上のウェルに15個の100μL試料を入れた。溶液を30秒間徹底的に混合し、4゜Cで16時間の間培養した。16時間後、プレートの内容物を廃棄物容器に出して空にし、培養混合物を除去した。微細適正プレートを蒸留水で5回洗浄し、吸収紙に満遍なく貼り付け、残留水滴を全部除去した。100μLのE47HRPコンジュゲート試薬(1:25又は1:50)を各ウェルに分配し、30秒間徹底的に混合した。続いて、プレートを室温で2時間の間培養後、培養を空にし、プレートを蒸留水で5回洗浄した後、吸収紙を満遍なく貼り付け、残留水滴を全部除去した。続いて、100μLのTMB試薬を各ウェルに分配し、5秒間軽く混合した。続いて、プレートを暗室で室温で20分間培養した。20分後、200μLのStop溶液を各ウェルに添加し反応を中断した。溶液を30秒間軽く混合させて、吸光度を15分以内に450nmで検督した。
図28に示された通り、癌陽性及び正常試料の間の区分に対して、これらの試験結果のこれまでにない高い正確度があった。
【0251】
本発明のさらに詳細で再帰性の統合された診断治療方法で、患者は任意の数の他の特異的癌マーカー(例えば、高い前立腺癌危険をスクリーニングする前立腺特異的抗原(PSA)使用)を用いて主に又は相補的にスクリーニングできる。組織病理学的及び/又は免疫組織化学分析と任意でカップリングされた生検は、一次的又は統合された診断を追加で整備することができる。特定の患者では、本願に記載された通り転移性危険などに巣をおいて追加で(例えば、識別された腫瘍試料(又は他の試料、例えば小便、唾液又はCNS流体中のそのマーカー)、腫瘍、血液、骨髄中のEPC又は癌幹細胞におけるId1測定により)診断評価を整備することができる。
【0252】
本発明の再帰的診断治療方法を説明するために、臓器に限定された癌を有した対象が、前立腺癌に限定された臓器で維持される日常的な後続措置を伴い長期的な予防的投薬方法(例えば、数ヶ月、5〜9ヶ月、1〜2年、2年以上長期間の毎日)で投与される抗Id化合物を使用する治療に選択され得る。この投薬方法は伝統的手術及び化学療法癌治療が伴う不要な外傷及び生活の質、費用の問題を避けながら癌の転移を長期間抑制できるようにする。この新たな治療計画とともに、これらの試験結果を基に明らかにされる特に高いId1及び/又はId3に対しIdの濃度試験のために患者で規則的血液検査が上記で記載された通り遂行される。連続的治療ステップに比べて初期から減少したり、停滞したり、又は高いId発現が多くの場合投与、又は治療レパートリーにおける変化(より多いか、又はより少ない治療薬又は治療法への転換、又は、一般的に疾患の危険、現在及び予想される治療有効性、及び否定的な患者の影響のバランスを取る強力な/攻撃性媒介超過又は未満への転換を含む)に直接対応するようにする。
【0253】
減少するか、又は安定したId濃度は、将来の治療及び/又は予後指標として依存することができ、成功的な抗Id治療として治療を維持するか、又は猶予するための決定手段までとなり得る。治療履歴の間のIdの更なる上昇は、本発明の方法又は組成物を用いた抗Id投与を増加し/するか二次抗癌又は抗転移薬を用いる組み合わせ療法又は代案的な治療法(例えば、化学療法及び/又は放射線)の開始に対する決定を表示することができる。本発明のこの管理パラダイムと組み合わせて、本発明の追加の方法は、協調的管理治療方法、例えば、血液癌マーカーに対する後続試験、転移性疾患振戦に対する監視を続けるための放射線学的及び/又は組織病理学的スクリーニングなどを用いて患者診断及び管理のためのその他の従来の方法を使用して、本願に記載された抗Id化合物及び組み合わせ療法を用いて単一療法を整備及び管理することができる。
【0254】
前述した協調的診断及び管理プロトコルは、改変され、前立腺癌患者を治療するために、抗Id方法及び組成物並びに二次的な抗テストステロン薬又は療法の両方と協調して用いられることができる。あるいは、前立腺特異的放射線を抗Id治療の以前に、同時に又は後に用いることができる。
【0255】
前述した協調的診断及び管理プロトコルは、乳癌治療又は既存の乳癌の転移性進行の予防のために変更して用いられることができる。患者は、ヒト女性での通常のマンモグラフィーによって乳房の腫瘍について陽性であると識別され、リンパ節に癌がない場合に腫瘍切除が続く。癌は、局在して表れたため、対象に化学療法に関して非常に悪化される生活の質、及び化学療法による人生後半の新生物発生可能性(Vega−Stromberg、2003年)を含む不要な外傷を避けるために癌転移を慢性的に抑制するために抗Id化合物を投与した。高いId、特に高いId1及び/又はId3を示した患者における血液検査は抗Id化合物を用いた治療を決定する根拠になるはずなのに、これはこの症状が転移に対する身体陽性環境を示唆するためである。関連した例示の実施形態において、この方法の管理で患者に抗Id治療前に、同時に又は以後に抗Id化合物と同等に化学療法、及び/又は乳房特異的放射線で処理することができる。
【0256】
また、本発明の協調的診断及び管理プロトコルは、結腸癌治療又は既存の結腸癌の進行予防に用いられることができる。治療対象に適した腫瘍を表す従来の結腸頃検査により患者を選択し、手術(及び/又は組織病理学的試験)後、結腸癌が非転移性で残っているものと考えられる対象を追加で選択した。これらの対象には、従来の化学療法に関する生活の質の低下を含む不要な外傷を避けるために癌転移を慢性的に抑制するために抗Id化合物を投与した。高いId、特に高いId1及び/又はId3を示した患者における血液検査は、抗Id化合物を用いた治療に対する決定をサポートし、これはこの測定が転移に対する身体内陽性環境を示唆するためである。関連した実施形態では、この方法の管理中である患者に抗Id治療の以前に、同時に又は以後に抗Id化合物と協調的に化学療法、及び/又は胃腸(Gl)特異的放射線を処理することができる。
【0257】
その他の協調的診断及び管理プロトコルが黒色腫の治療に用いられる。対象は原位置における黒色腫と診断された(腫瘍が皮膚の最外層である表皮に残る)。黒色腫は手術で摘出し、その後、化学療法又はその他の従来の癌治療に関する不要な外傷及び生活の質の低下を避けるために癌転移の抑制のために対象に抗Id化合物を長期間投与した。高いId、特に高いId1及び/又はId3を示す患者における血液検査は、この発見事実が転移に対する身体内陽性環境に関するために、抗Id化合物を用いた治療決定をサポートする。
【0258】
別の例示の協調的診断及び管理プロトコルで、第III期(転移性)、乳癌を有した女性を選択した。従って、特定された対象は、高容量の放射線及び複数回投与のTaxol(登録商標)(パクリタキセル)を使用する積極的な組み合わせ治療計画を用いて治療した。この一次的治療後、組織病理及び/又はバイオスキャン(例えば、コンピュータ断層撮影、陽電子放射断層撮影及び/又は磁気共鳴映像)を用いて患者に検出可能に存在する癌がないことを確認した。続いて、これらの対象には長期的な期間(例えば、5〜9ヶ月、1〜2年又はそれ以上)の間、離れた臓器(例えば、脳又は肝臓)への任意の残留癌細胞の再播種を遮断するために予防的治療計画でId1を投与した。この管理期間に患者血中Idの測定を定期的に行った。数ヶ月〜1年以上の別の管理期間後、Id血液濃度は増加したと観察され得、これは転移潜在力の増加を示す。続いて、抗Id化合物を用いた治療は投与又は周期において増加(又は再開)させる。以後Id血液濃度が許容可能な(基準線又は低危険)転移潜在力と一致する値に減少すると、抗Id処理を減少する。この監視及び再帰的媒介サイクルは、該当女性の一生を通じて維持される。
【0259】
実施例23
N−(3−(ベンゾ[d][1,3]ジオキソール−5−イル)−3−(2−メトキシペニル)プロピル)−N−ベンジルプロピオンアミド鏡像異性体の分離
AGX51の個別(+)−及び(−)−鏡像異性体は、キラルカラムがある分取HPLCを用いてラセミ(非キラル)AGX51組成物から得られる。キラル固定相上の分離は許容可能な純度の鏡像異性体を取得するのに有効なものと判明された。
【0260】
本願では「鏡像異性体の分離方法A」及び「方法B」と称する2種類の異なるHPLCシステムを設計して実施した。両方法とも、生物試験のために高mg又は低グラム量のAGX51鏡像異性体を提供するために設計及び調整された。両方法とも溶出溶媒として有機性アルコールと共に超臨界CO2を使用する。しかし、その方法は、異なるカラムを用いる:方法Aは、パークルコンセプト(Pirkle−concept)と正常[1−(3,5−ジニトロベンズアミド)−1,2,3,4−テトラヒドロフェナントレン]を用い、方法Bは、多糖類固定相(3,5−ジメチルフェニルカルバメートを用いて誘導された遊離されたヒドロキシル基があるセルロース)を用いた。
【0261】
二つの方法が、下記表4及び5でさらに詳細に記載され、比較される。
【表4】
【0262】
二つの方法の両方で、分取後生成物単離は、おおよそ40゜Cの水槽温度における減圧の下、回転蒸発器を用いて提供される。収得したゴムをそのまま使用したり、又は単離後鏡像異性体ゴムをメタノール−ヘキサン又は酢酸エチル−ヘキサンからの生成物の一部の喪失と共に結晶化することができる。類似のHPLC条件を用いて分析用HPLCにより明らかにされる単離された鏡像異性体純度が鏡像異性体製造に用いられた。
【0263】
【表5】
【0264】
方法A又は方法Bにより製造される鏡像異性体は、同一のLC/MS(電気噴霧イオン化)プロファイル、即ち、MH
+=432、及び400MHz陽性子NMR分光学、即ち、4.18ppm(ベンジル水素)で1水素三重項、6.6〜7.4ppm芳香族領域で12個の水素信号、0.96ppm(プロピオニルメチル)で3個の水素三重項中心、3.73(メトキシ基)で3個の水素多重項を中心とする、5.9ppm(1,3ジオキソールモイアティ中のメチレン)で2個の水素微分する多重項を中心とする、4.50ppm(窒素に付着したベンジルメチレン)で2個の水素多重項を中心とする、3.07ppm(窒素に付着した第2メチレン)で2個の水素多重項を中心とする、多重頂点相応する4個までの水素に該当する多重頂点(不斉炭素に隣接したメチレン及びプロピオニルモイアティ中のカルボニルに隣接したメチレン)を表す。
【0265】
方法A又は方法Bの2種類で作られた鏡像異性体は、偏光計で評価し、各鏡像異性体に対する旋光性を確立した。ペアをなす他の鏡像異性体で回転観察されるものとは反対方向に偏光回転する鏡像異性体対の中における個別鏡像異性体の能力は、鏡像異性体を明らかに区分して定量するようにする別個の特徴づけとして普遍的に許容される。本願から反復的及び一貫的に行われた偏光計評価は、異色型偏光子があるJasco P−2000を用いた。各鏡像異性体の濃度は、メタノール中のおおよそ1%であり、光源はタングステン−ハロゲンランプであり、放出光の波長は589nmであった。20゜Cで上記の条件下の鏡像異性体は、+28度又は28度の偏光で回転した。
【0266】
方法A及び方法Bによるラセミ(非キラル)AGX51の分析のためのHPLCプロファイルが、それぞれ
図29及び30に提供された。これらのクロマトグラム中の頂点は、個々の頂点が偏光特定から(+)又は(−)方向に偏光を回転させたのか否かについて表示された。興味深いことに、鏡像異性体に対する溶出順序が方法A及び方法Bで異なる。方法Aでは、第1溶出頂点が(+)−鏡像異性体であり、方法Bでは第1溶出頂点が(−)−鏡像異性体である。
【0267】
実施例24
AGX51の生体変化産物
本発明の更なる実施例は、例示の生体内抗Id化合物AGX51の変化生成物の説明を通じて本願に示される。CD1雄性マウス(3/時点)にipでDMSO中の30mg/kgのAGX51を処理した。後眼窩の穿孔により投与前及び投与後0.25、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0&24時間目にへパリン添加されたチューブの中に血液を収集した。100μLのpH7.4PBSを遠心分離により血液から収穫血漿に添加して、投与前を除いた全ての時点から試料を組み合せた。混合物を1mLのメチルt−ブチルエーテル(MTBE)と共に1分間ボルテックスさせ、MTBEを乾燥N
2(g)との遠心分離後、除去した。MTBEの除去後、残っている残渣を200μLのCAN中に再建した。5μLの前記溶液を電気噴霧LC−MSセットとカップリングされた2.0x250mmC18カラムを用いてLC/MSで分析しHPLC流出物中のm/z100−600を監視した。流速は200μL/分のACN(85)/H
20+0.1%ギ酸だった。
【0268】
質量スペクトルデータは共通の生体内変化経路、例えば脱アルキル化、ヒドロキシル化、などを反映するMH
+イオンに対して慎重にスクリーニングした。脱メチル化、MH
+=m/z418(M1)、脱プロピオニル化、MH
+=m/z376(M2)及び脱メチル化+脱プロピオニル化、MH
+=m/z348(M3)に該当するイオンを見つけ、以下で提示された通り3種類の構造M1、M2及びM3が同定された。
【化7】
【化8】
【化9】
【0269】
本明細書に引用された全ての公報及び特許及びそれに列挙された全ての公報及び特許は、本願で公報が引用される関連性によって方法及び/又は物質を開示及び説明する任意の目的において説明を減らすため、参考文献として含まれる。本願における任意の公報の引用は、本発明が先行技術発明により、この公報より先立つ時期に権利を与えられた承認として解釈されてはならない。なお、与えられた刊行日は実際の刊行日と異なる場合があり、実際の刊行日は、個別に確認される必要があるかもしれない。
【0270】
参考文献
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