(57)【要約】  本発明は、天然化合物ナルシクラシン、特に脳腫瘍のための抗癌剤としての生物学及び作用機序に関連する。本発明は、ヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体、例えばナルシクラシンの標的分子について新規知見を提供し、また癌、特に脳内に位置する癌又は腫瘍を治療するこれらのヒガンバナ科イソカルボスチリル成分の新規プロドラッグを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
log P値が1.5以上かつ3未満、好ましくは約2を有するものとして規定される、親油性であるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項２】
下記一般式(I)により規定され、
【化１】
2013527849.tif 000044
式中、点線は単結合であっても、また二重結合であってもよく、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R2は、H又はOR7を含む群より選択され、
R3は、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、置換型又は非置換型のアリール基、好ましくは置換型又は非置換型のC6〜C18アリール基、置換型又は非置換型のヘテロアリール基、置換型又は非置換型のアリールアルキル基、好ましくはC6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシアルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、-C3〜C24アルキニル基、又は-C3〜C24アルケニル基を含む群より選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される、
請求項1に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項３】
下記一般式(la)又は(lb)により規定され、
【化２】
2013527849.tif 000045
式(Ia)及び(Ib)のいずれか1つにおいて、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R2は、H又はOR7を含む群より選択され、
R3は、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、置換型又は非置換型のアリール基、好ましくは置換型又は非置換型のC6〜C18アリール基、置換型又は非置換型のヘテロアリール基、置換型又は非置換型のアリールアルキル基、好ましくはC6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシアルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、-C3〜C24アルキニル基、又は-C3〜C24アルケニル基を含む群より選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される、
請求項2に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項４】
下記一般式(Ic)又は(Id)により規定され、
【化３】
2013527849.tif 000046
式中、
R3は、直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、C6〜C18アリール基、C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシ-C3〜C24アルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、C3〜C24アルキニル基、又はC3〜C24アルケニル基を含む群より選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基は、C1〜C6-アルキル、*=O(OXO-基)又は*=S(チオン基)により任意選択的に置換され、
アスタリスク(*)は、本明細書では、記載する1価又は2価の基が、これと関連する構造及び当該基が一部を形成する構造と連結する点を示すために用いられる、
請求項2又は3に記載のプロドラッグ。
【請求項５】
R3が直鎖状のC1〜C24-アルキル、例えばn-メチル、n-エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル等である、請求項2から4のいずれか一項に記載のプロドラッグ。
【請求項６】
R3は、式(Ie)及び(If)に示すようにC7H15であり、
【化４】
2013527849.tif 000047
式中、
R1及びR2は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群よりそれぞれ独立に選択される、
請求項2又は3に記載のプロドラッグ。
【請求項７】
下記一般式(Ig)又は(Ih)により規定され、
【化５】
2013527849.tif 000048
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択される整数であり、
R8はH、C1〜C6アルキルを含む群より選択される、
請求項2又は3に記載のプロドラッグ。
【請求項８】
下記一般式(Ii)又は(Ij)により規定され、
【化６】
2013527849.tif 000049
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは、整数1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択され、
R8は、H、C1〜C6アルキルを含む群より選択される、
請求項2又は3に記載のプロドラッグ。
【請求項９】
下記一般式(Ik)又は(Il)により規定され、
【化７】
2013527849.tif 000050
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択される整数である、
請求項2又は3に記載のプロドラッグ。
【請求項１０】
下記一般式(II)により規定され、
【化８】
2013527849.tif 000051
式中、点線は、単結合であっても、また二重結合であってもよく、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される、
請求項1に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１１】
下記一般式(IIa)又は(lIb)により規定され、
【化９】
2013527849.tif 000052
式II、IIa、及びIIbのいずれか1つにおいて、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される、
請求項10に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１２】
下記一般式(IIc)又は(IId)により規定され、
【化１０】
2013527849.tif 000053
式中、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基は、C1〜C6-アルキル、*=O(OXO-基)又は*=S(チオン基)により任意選択的に置換される、
請求項10又は11に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１３】
R3は、H、OH、直鎖状のO-C1〜C24-アルキル、例えばO-n-メチル、O-n-エチル、O-n-プロピル、O-n-ブチル、O-n-ペンチル、O-n-ヘキシル、O-n-ヘプチル、O-n-オクチル、O-n-ノニル、O-n-デシル、O-n-ウンデシル、O-n-ドデシル等から選択される、請求項10又は11に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１４】
R3は式(IIe)及び(IIf)に示すようなO-C4H9であり、
【化１１】
2013527849.tif 000054
R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される、
請求項13に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１５】
R3はO-アリールであり、R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される、請求項13に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１６】
R3は式(IIg)及び(IIh)に示すようなO-フェニルであり、
【化１２】
2013527849.tif 000055
R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される、
請求項13に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１７】
R1が水素である、請求項10から16に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ。
【請求項１８】
請求項1から17のいずれか一項に記載のナルシクラシンプロドラッグのいずれか1つの薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又は立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマー。
【請求項１９】
脳内に位置する癌又は腫瘍を治療するための薬剤の製造における、請求項1から17のいずれか一項に記載のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーの使用。
【請求項２０】
脳内に位置する癌又は腫瘍を治療するための、請求項1から17のいずれか一項に記載のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマー。
【請求項２１】
請求項1から17のいずれか一項に記載のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーを含む医薬組成物。
【請求項２２】
癌が治療されるように、請求項1から17のいずれか一項に記載のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーのうち少なくとも1つを有効成分として含む薬剤又は医薬組成物を用いて、脳腫瘍又は脳の癌を治療する方法。
【請求項２３】
それを必要としている個体で脳腫瘍又は脳の癌及び関連疾患を治療する際に用いるキットであって、請求項1から17のいずれか一項に記載のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーのうち少なくとも1つを有効成分として含む医薬組成物を治療上有効な量含み、薬学的に許容される担体と任意選択的に併用される、前記キット。
【請求項２４】
eEF1Aを標的とする新規抗癌剤を同定するためのスクリーニング方法であって、
a)抗癌剤候補をeEF1A受容体と接触させるステップと、
b)前記抗癌剤候補がeEF1A受容体と結合するかどうか評価するステップと、
c)候補薬剤が前記eEF1A受容体活性に及ぼす効果を任意選択的に分析するステップと
を含む、前記方法。
【請求項２５】
前記受容体の活性は、前記腫瘍細胞の増殖又は増悪を分析することにより評価される、請求項24に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗癌薬開発及び抗癌治療分野、より具体的には脳内に位置する腫瘍及び癌に関する分野に位置している。
【背景技術】
【０００２】
2千年以上に渡り、ヒガンバナ（Amaryllidaceae）科に属する植物は、全世界で様々な抗癌用途として従来型の医療で用いられてきた。多様な生物活性を示す100種類を超えるアルカロイド及びイソカルボスチリル成分が、最近様々なヒガンバナ科の種から単離された(Kornienko A et al.、Chem Rev 2008年、第108巻、1982〜2014頁)。リコリンは、これらの植物から単離された最初のアルカロイドであったが(Gheorghiu A et al.、Ann Pharm Fr 1962年、第20巻、531〜8頁)、in vitro及びin vivoの両方で抗癌活性を有することが判明した(Liu J et al.、Biomed Pharmacother 2007年、第61巻、229〜34頁; Liu XS et al.、Cancer Lett 2009年、第274巻、16〜24頁; Lamoral-Theys D et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、6244〜6256頁)。より最近では、ヒガンバナ科のいくつかのイソカルボスチリル成分(さらにAlと称する)、例えばナルシクラシン、パンクラチスタチン、trans-ジヒドロナルシクラシン、及びその同属種(構造例については下記参照)が単離又は半合成された(Pettit GR et al.、J Nat Prod 1986年、第49巻、995〜1002頁; Pettit GR et al.、J Nat Prod 2009年、第72巻、1279〜82頁)。ヒガンバナ科植物から抽出されるヒガンバナ科のイソカルボスチリル成分の例は下記の通り:
【０００３】
【化１】
2013527849.tif 000002
【０００４】
これらは癌細胞に対してナノモルで抗増殖性の効力を有することから、Al化合物は、癌の民間医療で認められるヒガンバナ科植物の治療ベネフィットに関わる最も重要な代謝産物であると広く考えられている(Kornienko A et al.、Chem Rev 2008年、第108巻、1982〜2014頁; Pettit GR et al.、J Nat Prod 1986年、第49巻、995〜1002頁; Pettit GR et al.、J Nat Prod 2009年、第72巻、1279-82頁)。ナルシクラシンは、40年を超え公知であり、スイセンの球根から単離されるが、最初は、その抗細胞分裂効果で知られた(Ceriotti G.、Nature 1967年、第213巻、595〜6頁)。パンクラチスタチンは、その化学構造がナルシクラシンと類似しており、ミトコンドリアを標的とすることにより、神経芽細胞腫細胞において急速なアポトーシスを誘発するが、正常な細胞では誘発せず(McLachlan A et al.、Apoptosis 2005年、第10巻、619〜30頁)、さらにタモキシフェン等のその他の抗癌剤と相乗的に作用し得る (Siedlakowski P et al.、Cancer Biol Ther 2008年、第7巻、376〜84頁)。同様のアポトーシスの誘発は、癌腫癌細胞を対象としたナルシクラシンについても記載されている(Dumont P et al.、Neoplasia 2007年、第9巻、766〜76頁)。
【０００５】
従って、ナルシクラシン及びその他の天然のAl化合物は、抗癌治療において特に興味深いものと当初みなされた。しかし、毒性にならない程度にマウスに投与可能なナルシクラシンの極量は、約1mg/kgである。1mg/kgの用量は抗腫瘍効果を有さず、より高用量で投与すると有毒となるので、抗腫瘍薬としてナルシクラシンを使用し、その生物学的利用特性を改善する(例えば、より可溶性にせしめる、緩効性処方を使用する等)ほとんどの試験は十分な成功を収めずに終了した(全米癌研究所(NCI、米国)データベースを参照)。
【０００６】
さらに、腫瘍細胞に対するナルシクラシンの正確な標的機構はまだ明らかにされていない。Alは、ペプチド結合形成ステップ、従ってタンパク質合成を阻害することが明らかにされたが(Carrasco L et al.、FEBS Lett 1975年、第52巻、236〜9頁; Jimenez A et al.、Biochim Biophys Acta 1976年、第425巻、342〜8頁)、神経膠芽腫及び前立腺癌細胞で得られた最近のデータでは、ナルシクラシンは、アクチン細胞骨格及び関連するタンパク質をおそらくは標的とし得ることが示唆される(Lefranc F et al.、Mol Cancer Ther 2009年、第8巻、1739〜50頁; Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第2004/052298 A2号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Kornienko A et al.、Chem Rev 2008年、第108巻、1982〜2014頁
【非特許文献２】Gheorghiu A et al.、Ann Pharm Fr 1962年、第20巻、531〜8頁
【非特許文献３】Liu J et al.、Biomed Pharmacother 2007年、第61巻、229〜34頁
【非特許文献４】Liu XS et al.、Cancer Lett 2009年、第274巻、16〜24頁
【非特許文献５】Lamoral-Theys D et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、6244〜6256頁
【非特許文献６】Pettit GR et al.、J Nat Prod 1986年、第49巻、995〜1002頁
【非特許文献７】Pettit GR et al.、J Nat Prod 2009年、第72巻、1279〜82頁
【非特許文献８】Ceriotti G.、Nature 1967年、第213巻、595〜6頁
【非特許文献９】McLachlan A et al.、Apoptosis 2005年、第10巻、619〜30頁
【非特許文献１０】Siedlakowski P et al.、Cancer Biol Ther 2008年、第7巻、376〜84頁
【非特許文献１１】Dumont P et al.、Neoplasia 2007年、第9巻、766〜76頁
【非特許文献１２】Carrasco L et al.、FEBS Lett 1975年、第52巻、236〜9頁
【非特許文献１３】Jimenez A et al.、Biochim Biophys Acta 1976年、第425巻、342〜8頁
【非特許文献１４】Lefranc F et al.、Mol Cancer Ther 2009年、第8巻、1739〜50頁
【非特許文献１５】Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁
【非特許文献１６】Pettit及びMelody、J. Nat. Prod.、2005年、第68巻、207〜211頁
【非特許文献１７】Lefranc F et al.、J Clin Oncol 2005年、第23巻、2411〜22頁
【非特許文献１８】Krogsgaard-Larsen P. Textbook of drug design and discovery、Taylor及びFrancis編、New-York 2002年、第3版、130〜131頁
【非特許文献１９】Kerns E H、L Li. Drug-like properties: concepts, structure and design and methods: from ADME to Toxicity optimization. Elsevier Inc. 2008年、130〜131頁
【非特許文献２０】http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.html
【非特許文献２１】Goodman及びGilman、The Pharmacological Basis of Therapeutics、8th Ed、McGraw-Hill、Int. Ed. 1992年、「Biotransformation of Drugs」、13〜15頁
【非特許文献２２】Remington's Pharmaceutical Sciences
【非特許文献２３】T. W. Greene及びP. G. M. Wuts、「Protective Groups in Organic Chemistry」、John Wiley and Sons、1999年
【非特許文献２４】Burgada et al.、II Phosphorus, Sulfur, Silicon and Related Elements 1987年、第29巻、275〜282頁
【非特許文献２５】Sorensen-Stowell et al.、J. Org. Chem. 2005年、第70巻、4805〜4809頁
【非特許文献２６】Dueymes et al.、Tetrahedron Lett. 2008年、第49巻、5300〜530125、26
【非特許文献２７】Stupp R et al.、N Engl J Med 2005年
【非特許文献２８】Stupp R et al.、Lancet Oncol 2009年
【非特許文献２９】Lefranc F et al、Mol Cancer Ther 2009年
【非特許文献３０】Kanzawa T et al.、Cell Death Differ 2004年
【非特許文献３１】Roos WP et al、Oncogene 2007年
【非特許文献３２】Mathieu A et al、Cancer 2004年
【非特許文献３３】Atallah E 及びFlaherty L、Curr Treat Options Oncol 2005年
【非特許文献３４】Middelton MR et al、J Clin Oncol 2000年
【非特許文献３５】Raizer JJ et al、Neuro Oncol 2008年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ヒガンバナ科のイソカルボスチリル成分及び腫瘍標的の生物学、並びに特に脳内に位置するすべての種類の腫瘍を標的とする抗腫瘍薬としてのその使用の可能性について、新規知見を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
腫瘍細胞におけるナルシクラシンの標的、すなわち真核生物伸長因子1α(eEF1A)のアイソフォームは、正常な脳組織と比較して脳腫瘍では差次的に発現されているが、本発明は、最初に同標的を同定することにより、天然化合物ナルシクラシンの作用機序を解明する。ナルシクラシンの標的を同定すれば、新規抗腫瘍薬を同定するための興味深い経路が開かれ、かかる同定は癌診断において重要性を有する。
【００１１】
こうしたことから、本発明は、
a)抗癌剤候補をeEF1 A受容体と接触させるステップと、
b)前記抗癌剤候補がeEF1 A受容体と結合するかどうか評価するステップと、
c)候補薬剤が前記eEF1A受容体活性に及ぼす効果を任意選択的に分析するステップと、
を含む新規抗癌剤のスクリーニング方法又は同定方法を提供する。
【００１２】
好ましい実施形態では、受容体の活性は、前記腫瘍細胞の増殖又は増悪を分析することにより評価される。
【００１３】
さらに、本発明者らは、ナルシクラシンは、脳の外に位置する腫瘍と比較して脳内に位置する腫瘍に対して抗腫瘍効果が高まっていることを思いがけず見出した。
【００１４】
ナルシクラシン受容体のアイソフォームは正常な脳組織と比較して脳腫瘍で差次的に発現されているが、同受容体の同定と共に、本発明者らは、脳内に位置する腫瘍に対して改善した抗癌効果を有するナルシクラシン誘導体及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリル成分を生み出す新規戦略について取り組んだ。この目的を達成するために、ナルシクラシン化合物及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリル成分の下記2側面について検討した:
1)血液脳関門(BBB)を横断する能力、及び
2)脳内で有効な抗腫瘍効果を実現するのに必要とされる、ナルシクラシン又はその他のヒガンバナ科イソカルボスチリル成分の脳内における局所的な(すなわち、CNS[中枢神経系]又は脳内)用量増加を実現するための脳内蓄積能力。
【００１５】
本発明者らは、すでに公知の天然物及びプロドラッグより親油性(lipophillic)の合成型新規ナルシクラシンプロドラッグ又はヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のその他のプロドラッグは、受け入れ可能なBBB横断能を保持しながら、脳内活性化合物保持力を高めることを見出した。これは、上記天然物をより可溶性(親水性)にしようとした他のグループとは際立った対照的である(Pettit及びMelody、J. Nat. Prod.、2005年、第68巻、207〜211頁及び国際公開第2004/052298号を参照)。
【００１６】
従って、本発明は、親油性のヒガンバナ科イソカルボスチリルのプロドラッグ、及びCNS内に位置する癌及び腫瘍を治療する薬剤又は医薬組成物の調製におけるその使用を提供する。
【００１７】
好ましい実施形態では、本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグは、1.5以上かつ3未満、好ましくは約2のlog P値を有する。
【００１８】
本発明は、下記一般式(I)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを特に提供し、
【００１９】
【化２】
2013527849.tif 000003
【００２０】
一般式(Ia)及び(Ib)の部分群により例示されるように、点線は単結合であっても、また二重結合であってもよく、
【００２１】
【化３】
2013527849.tif 000004
【００２２】
式I、Ia、及びIbのいずれか1つにおいて、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R2は、H又はOR7を含む群より選択され、
R3は、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、置換型又は非置換型のアリール基、好ましくは置換型又は非置換型のC6〜C18アリール基、置換型又は非置換型のヘテロアリール基、置換型又は非置換型のアリールアルキル基、好ましくはC6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシアルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、-C3〜C24アルキニル基、又は-C3〜C24アルケニル基を含む群より選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される。
【００２３】
さらなる実施形態では、本発明は、下記一般式(Ic)又は(Id)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【００２４】
【化４】
2013527849.tif 000005
【００２５】
式中、
R3は、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、置換型又は非置換型のアリール基、好ましくは置換型又は非置換型のC6〜C18アリール基、置換型又は非置換型のヘテロアリール基、置換型又は非置換型のアリールアルキル基、好ましくはC6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシアルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、-C3〜C24アルキニル基、又は-C3〜C24アルケニル基を含む群より選択され、
各基は、C1〜C6-アルキル、*=O(OXO-基)又は*=S(チオン基)により任意選択的に置換される。アスタリスク(*)は、本明細書では、記載する1価又は2価の基が、これと関連する構造及び当該基が一部を形成する構造と連結する点を示すために用いられる。
【００２６】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグの好ましい実施形態では、R3が直鎖状のC1〜C24-アルキル、例えばn-メチル、n-エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル等である。
【００２７】
より好ましくは、式(Ie)及び(If)に示すように、R3はC7H15であり、
【００２８】
【化５】
2013527849.tif 000006
【００２９】
式中、
R1及びR2は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群よりそれぞれ独立に選択される。
【００３０】
式Ie及びIfによる化合物の好ましい実施形態では、R1はHであり、R2はOHであり、表1(表1)に示すような化合物N1(式Ieの場合)及びN2(式Ifの場合)となる。
【００３１】
式Ia及びIbによる化合物のさらに好ましい実施形態では、R1はHであり、R2はOHであり、R3はフェニルであり、Table 1(表1)に示すような化合物N3(式Iaの場合)及びN4(式Ibの場合)となる。
【００３２】
式Ia及びIbによる化合物のさらに好ましい実施形態では、R1はHであり、R2はOHであり、R3はトリメチルフェニルであり、表1(表1)に示すような化合物N29(式Iaの場合)及びN30(式Ibの場合)となる。
【００３３】
さらなる実施形態では、本発明は、下記一般式(Ig)又は(Ih)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【００３４】
【化６】
2013527849.tif 000007
【００３５】
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択される整数であり、
R8はH、C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【００３６】
式Ig及びIhのより好ましい実施形態では、R8=CH3、及びX=Sである。式Ig及びIhのなおもより好ましい実施形態では、R8=CH3、X=S、及びn=1であり、それぞれ表1(表1)に示す化合物N5(式Igの場合)及びN6(式Ihの場合)となる。
【００３７】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグのさらに好ましい実施形態では、式(Ii)又は(Ij)の通りであり、
【００３８】
【化７】
2013527849.tif 000008
【００３９】
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは、整数1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択され、
R8は、H、C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【００４０】
式Ii及びIjの好ましい実施形態では、XはSであり、R8はCH3である。
【００４１】
式Ii及びIjのなおもより好ましい実施形態では、X=Sであり、R8=CH3であり、n=1であり、それぞれ表1(表1)に示す化合物N13(式Iiの場合)及びN14(式Ijの場合)となる。
【００４２】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグのさらに好ましい実施形態では、式(Ik)又は(Il)に示す通りであり、
【００４３】
【化８】
2013527849.tif 000009
【００４４】
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択される整数である。
【００４５】
式Ik及びIlの好ましい実施形態では、X=Oである。
【００４６】
式Ik及びIlのなおもより好ましい実施形態では、X=Oであり、n=1であり、それぞれ化合物N21(式Ikの場合)及びN22(式Ilの場合)となる。
【００４７】
本発明は、下記一般式(II)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグも特に提供し、
【００４８】
【化９】
2013527849.tif 000010
【００４９】
一般式(IIa)及び(IIb)の部分群に例示するように、点線は単結合であっても、また二重結合であってもよく、
【００５０】
【化１０】
2013527849.tif 000011
【００５１】
式II、IIa、及びIIbのいずれか1つにおいて、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される。
【００５２】
さらなる実施形態では、本発明は、下記一般式(IIc)又は(IId)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【００５３】
【化１１】
2013527849.tif 000012
【００５４】
式中、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
各基は、C1〜C6-アルキル、*=O(OXO-基)又は*=S(チオン基)により任意選択的に置換される。アスタリスク(*)は、本明細書では、記載する1価又は2価の基が、これと関連する構造及び当該基が一部を形成する構造と連結する点を示すために用いられる。
【００５５】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグの好ましい実施形態では、R3がH、OH、直鎖状のO-C1〜C24-アルキル、例えばO-n-メチル、O-n-エチル、O-n-プロピル、O-n-ブチル、O-n-ペンチル、O-n-ヘキシル、O-n-ヘプチル、O-n-オクチル、O-n-ノニル、O-n-デシル、O-n-ウンデシル、O-n-ドデシル等である。
【００５６】
より好ましくは、R3は式(IIe)及び(IIf)に示すようなO-C4H9であり、
【００５７】
【化１２】
2013527849.tif 000013
【００５８】
式中、
R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【００５９】
より好ましくは、R3はO-アリール、例えば式(IIg)及び(IIh)に示すようなO-フェニル等であり、
【００６０】
【化１３】
2013527849.tif 000014
【００６１】
式中、
R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【００６２】
本発明は、脳内に位置する腫瘍を治療する際の、本明細書中の式のいずれかにより同定されるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーの使用を特に提供する。
【００６３】
本発明は、本明細書中で同定されるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーを、脳の腫瘍又は癌を治療する薬剤の製造用として特に提供する。
【００６４】
本発明は、薬学的に許容される添加剤、並びに本明細書中で同定されるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーのうち少なくとも1つを治療上有効量含む医薬組成物をさらに提供する。
【００６５】
本発明は、癌、好ましくはCNS又は脳内の癌を予防及び/又は治療するための薬剤の調製を目的として、本明細書中で同定されるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーのうちの1つ又は複数の使用をさらに提供する。
【００６６】
本発明は、癌が治療されるように、本明細書中で同定されるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーのうち少なくとも1つを有効成分として含む薬剤を用いて、癌、好ましくはCNS又は脳の癌を治療する方法も提供する。
【００６７】
本発明は、癌、好ましくはCNSの癌又は脳の癌、及び関連疾患の治療において、それを必要としている個体で用いられるキットをさらに提供するが、同キットは、本明細書中で同定されるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ、又はその薬学的に許容される添加塩、水和物、若しくは溶媒和化合物、及び/又はその立体異性体、互変異性体、若しくはジアステレオアイソマーの少なくとも1つを含む医薬組成物を治療上有効な量含み、薬学的に許容される担体と任意選択的に併用される。
【００６８】
本発明のその他の態様、実施形態、使用及び長所が、さらなる下記の説明により明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】細胞生物学におけるeEF1Aの役割を要約する図である。
【図２】eEF1Aタンパク質上のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体の潜在的結合部位を示す図である。A:独立した複数のドッキング実験において、酵母菌eEF1Aの3D構造内にナルシクラシンの3つの潜在的な結合ポケットが見出された。本明細書ではこれらを同一構造図に示している。ポケット「a」は、GTP結合部位に対応する。ポケット「c」は、ヌクレオチド交換因子の結合領域内に位置する。3つのeEF1Aドメインを、灰色、赤色、及び緑色に色分けしている。各結合ポケットについて線で表示された残基の位置を赤色の球で表し、その番号を示す。挿入図は、青色に着色したヌクレオチド交換因子と関連づけてeEF1A構造を同一方向から見たときの図として示している。B:各結合部位について、様々なリガンド候補の分子構造を、すべての化合物について計算された理論的親和性スコアと共に示す。
【図３】eEF1 Aに対するナルシクラシンの結合分析結果を示す図である。
【図４】ヒトグリオーマにおけるeEF1 A1 (A)及びeEF1 A2 (B)のゲノム発現を示す図である。
【図５】ヒト原発性脳腫瘍モデルにおけるナルシクラシン及びテモゾロミドの抗腫瘍効果を比較した図である。A及びB:Hs683及びGL-19ヒト神経膠芽腫細胞を頭蓋骨内移植した後に、ヌードマウスの脳内に発現した脳腫瘍をヘマトキシリン(hematoxilin)エオシン染色した図である(NB:正常な脳)。C及びDでは、動物の生存率について抗腫瘍効果を評価した。TMZ:テモゾロミド;投与スケジュールをカッコ内に記載する(「a×b」とは、「b」週間の期間中、1週間に「a」回投与したことを意味する)。
【図６】ヒトNSCLC(非小細胞肺癌)モデルにおけるナルシクラシン及びタキソールの抗腫瘍効果を比較した図である。左側のパネルは、肺腫瘍(腫瘍組織は白い色をした結節状のもの;ピンク色の部分は残りの正常な肺組織)を保持するマウスの肺、及び肺腫瘍のヘマトキシリンエオシン染色(中段)、及びA549ヒトNSCLC細胞を肺に移植した後のヌードマウスの脳内に発現した脳転移(下段パネル)を示す。細胞を肺に(上段右側のグラフ)又は脳に直接(下段右側のパネル)移植した時の動物の生存率について抗腫瘍効果を評価した。タキソール(用量:20mg/kg)及びナルシクラシン(用量:1mg/kg)を、連続した5週間の期間中に週1回投与した。
【図７】ヒトメラノーマモデルにおけるナルシクラシンの抗腫瘍効果を示す図である。左側のパネルは、ヌードマウスを対象として、VM-21ヒトメラノーマ細胞を皮下に移植した時に発現した皮下腫瘍及び肺転移の代表的なヘマトキシリンエオシン染色及びその対応する生存分析結果を示す。ナルシクラシンを経口投与し、一方ダカルバジンを腹腔内に投与した。用量及びスケジュールをグラフに示す(ai×bwとは、「b」週間の期間中、1週間に「a」回投与したことを意味する)。右側のパネルは、VM-48ヒト脳転移性メラノーマ細胞をヌードマウスの脳内に移植した時に脳内に発現したヒトメラノーマ脳腫瘍の代表的なヘマトキシリンエオシン染色、及びその対応する生存分析結果を示す。ナルシクラシン及びテモゾロミド(TMZ)を経口投与した。用量及びスケジュールをグラフに示す(左側パネルの凡例と同じ)。
【図８】各ナルシクラシン濃度を有する8つの試料を用いて作製されたナルシクラシン標準曲線の例を示す図である。
【図９】本明細書で用いられるケイ質カラムの化学構造を中央に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
本発明は、マウスモデルにナルシクラシンを投与しても有効な抗癌治療を一般的にもたらさないが、腫瘍がヌードマウスのCNS又は脳内に位置するとき、確かに腫瘍阻害効果をもたらすという予期せぬ観察結果に起因する。脳腫瘍細胞内に存在するナルシクラシンのeEF1 A受容体の同定と共に、この観察結果から、脳内蓄積を目指してナルシクラシン誘導体及びその他のヒガンバナ科のイソカルボスチリル生成物の物理化学特性を改善するというアイディアが生まれる。このアイディから、毒性用量又は致死用量のナルシクラシンを対象に最初に投与しなくても、有効な治療を行うのに十分高い脳内ナルシクラシン濃度の増加がもたらされるであろう。
【００７１】
In vivoで分析した場合、ナルシクラシン及び誘導体は、実際の抗癌活性を示す前に毒性となる(Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁):ナルシクラシンの安全な慢性用量は、マウスについて1mg/kgであるが、5mg/kgの用量であっても、>50nMの血漿濃度(IC50値)を数時間もたらすに過ぎない(Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁)。これは、脳内に発現しない前臨床癌モデル(pre-clinical cancer model)のいずれの種類においてもin vivoの生存率改善が何ら認められない理由を、少なくとも部分的には説明し得る(Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁)。確かに、脳内に発現した場合には、あらゆる困難に対抗して、ナルシクラシンは任意の種類の癌(例えば癌、メラノーマ、グリオーマ)について非毒性用量で、顕著で及び有意な治療ベネフィットを示した。さらに、脳腫瘍に対するAl化合物の効果は、アポトーシス感受性並びにアポトーシス耐性前臨床モデルで得られている。本発明者らが最近レビューしたように(Lefranc F et al.、J Clin Oncol 2005年、第23巻、2411〜22頁)、転移(脳転移を含む;すなわち二次性脳腫瘍)及びグリオーマ(原発性脳腫瘍)は、アポトーシスに対して本質的に耐性であるということを考慮すれば、これは特別な重要性を有する。
【００７２】
ナルシクラシンは植物の成長を制御するが、また植物の成長を制御する天然化合物(例えば、ナルシクラシン)が、無毒性の用量であっても、罹患していない正常なヒト細胞を保存しつつ、脳腫瘍の増殖も制御し得る(脳腫瘍の種類、すなわち原発性(グリオーマ)であるか二次性(とりわけメラノーマ及び癌からの転移)であるかを問わない)ということは全く予測されなかった。本発明者らは、ナルシクラシンはその抗増殖特性を示すとき、eEF1Aは植物及び脳腫瘍細胞において共通する標的であると仮定する。
【００７３】
上記化合物により脳内に位置する腫瘍において得られる治療上のベネフィットは、eEF1Aアイソフォーム発現の調節解除だけでなく、少なくとも部分的には、その脳内蓄積とも関連し得る。この観察結果から、血液脳関門(BBB)の通過に関係することが知られている分子的特徴からして予測され得ないとしても、ナルシクラシンを含むAl化合物は、これを横断可能であるということが明らかに示唆される(下記参照)。
【００７４】
確かに、血液脳関門(BBB)を効率的に通過することは効果的な薬物を得るのに必須である(Krogsgaard-Larsen P. Textbook of drug design and discovery、Taylor及びFrancis編、New-York 2002年、第3版、130〜131頁)。
【００７５】
さらに、ナルシクラシンは治療指数が狭いことと関連する:ヒト患者では非毒性用量(マウスの1mg/kgと同等)で投与されなければならず、また悪性脳腫瘍(種類を問わず)に対する治療効果が得られるまで、標的臓器、すなわち脳内に蓄積しなければならない。ナルシクラシンは非増殖性の脳組織、すなわち神経組織に対して無効であるが、一方極めて増殖性の癌細胞の増殖を阻止する。
【００７６】
従って、本発明は、i)ナルシクラシン及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリルのプロドラッグがBBB通過するのを促進する、及びii)脳内蓄積を目的として、ナルシクラシン及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリルのプロドラッグを可能な限り親油性にせしめることを可能にすることと関係する。
【００７７】
ほとんどの先行技術文書は、全身送達するために、ナルシクラシン及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリルのプロドラッグを可能な限り親水性にせしめることを目的としているが、本発明は、患者に投与された時にプロドラッグが急速に排除されるのをできる限り最低に抑え、その脳内蓄積を最適化するために、反対の戦略、すなわちこれらのナルシクラシン及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリルのプロドラッグを可能な限り親油性にせしめる(なおもBBBの横断を可能にしつつ)ことを主張する。本質的に、本発明は、本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリルのプロドラッグ誘導体について、脳腫瘍の治療に限定した使用を提供する。
【００７８】
CNS(中枢神経系)薬物は、身体内に存在するほとんどのその他の膜関門よりもBBBにおいて限局的であるので、かかる薬物の発見及び開発において下記の物理化学特性が重要であることが、いくつかの試験により明らかにされた(Kerns E H、L Li. Drug-like properties: concepts, structure and design and methods: from ADME to Toxicity optimization. Elsevier Inc. 2008年、130〜131頁):
-水素結合(アクセプター及びドナー)
-親油性(log P)
-極性表面積(PSA)
-分子量(MW)
-酸性度
【００７９】
ナルシクラシン及びパンクラチスタチンは、水素結合、親油性、及び極性表面積(PSA)について良好な特性を示さない。本発明では、脳腫瘍(原発性及び二次性腫瘍)を対象とするAl化合物の治療能力の改善を目的として、本発明者らは、水素結合、極性表面積を低下させ、そして主にその結果、親油性特性を増加させるために、このクラスの分子を修飾することを選択した。従って、これは、当該化合物の水溶解性を高めることを目指したGR Pettitらのアプローチ及び特許(国際公開第2004/052298 A2号)とは反対の戦略である。
【００８０】
本発明は、単純なlog P値により評価して、先行技術で公知の特性より高い親油性特性を有するヒガンバナ科イソカルボスチリル化合物の誘導体と本質的に関係する。
【００８１】
Log P値は、以下のように定義される分配係数(分析化学)である:すなわち2つの液相間(本明細書では親油性相、例えば1-オクタノール、及び水性相、例えばリン酸緩衝生理食塩水)の溶質が平衡分布した時の、下側の相中の溶質濃度に対する上側の相中の溶質濃度の一定比。BBBの通過に関する最適なlog P値はおよそ2.1であり(Krogsgaard-Larsen P. Textbook of drug design and discovery、Taylor及びFrancis編、New-York 2002年、第3版、130〜131頁)、ナルシクラシン及びパンクラチスタチンについて計算されたlog Pは低い(それぞれ、ナルシクラシンの場合平均log P = -0.57 (±0.52)、及びパンクラチスタチンの場合-1.27 (±0.52)) (logPは、http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.htmlにより計算される)。これらのイソカルボスチリル(isocarbotyril)誘導体を修飾すると、それは生物活性の喪失に繋がるので(Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁)、本発明者らは、本発明ではこれらの分子のプロドラッグを修飾する道を選んだ。これらの分子の環状のリン酸エステルプロドラッグは、GR Pettitによりすでに公知であるが(下記の(3)を参照)、log P値がおよそ0であるので((3a)の場合、-1.25 (±1.45) (範囲  = -2.60 < log P < +0.20) (logPはhttp://www.vcclab.org/lab/alogps/start.htmlより計算される; Pettit G R及びMelody N.、J. Nat. Prod.、2005年、第68巻、207〜211頁)、これら分子の物理化学特性は、BBBを横断する候補物質としては不十分なものとならしめている。
【００８２】
天然イソカルボスチリル成分の公知の3,4-環状リン酸エステルプロドラッグは下記の通り:
【００８３】
【化１４】
2013527849.tif 000015
【００８４】
この目的を達成するために、ナルシクラシン化合物の2つの側面について検討された:
3)血液脳関門(BBB)を横断する能力、及び
4)脳内で有効な抗腫瘍効果を実現するのに必要とされる、ナルシクラシン脳内用量の局所的上昇を実現するための脳内蓄積能力。
【００８５】
この目的を達成するために、より親油性のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを開発し、その結果、許容されるBBB横断を維持しつつ脳内保持量が高まった。
【００８６】
従って、本発明は、下記一般式(I)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【００８７】
【化１５】
2013527849.tif 000016
【００８８】
一般式(Ia)及び(Ib)の部分群に例示するように、点線は単結合であっても、また二重結合であってもよく:
【００８９】
【化１６】
2013527849.tif 000017
【００９０】
I、la、又はlbによる式のそれぞれにおいて:
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R2はH、又はOR7を含む群より選択され、
R3は、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、置換型又は非置換型のアリール基、好ましくは置換型又は非置換型のC6〜C18アリール基、置換型又は非置換型のヘテロアリール基、置換型又は非置換型のアリールアルキル基、好ましくはC6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシアルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、-C3〜C24アルキニル基、又は-C3〜C24アルケニル基を含む群より選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される。
【００９１】
さらなる実施形態では、本発明は、下記一般式(Ic)又は(Id)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【００９２】
【化１７】
2013527849.tif 000018
【００９３】
式中、
R3は、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状のC1〜C24アルキル基、置換型又は非置換型のアリール基、好ましくは置換型又は非置換型のC6〜C18アリール基、置換型又は非置換型のヘテロアリール基、置換型又は非置換型のアリールアルキル基、好ましくはC6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式(CxHyO)pのポリオキシアルキレン鎖、ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、又はヘテロアリール-C1〜C24アルキル、-C3〜C24アルキニル基、又は-C3〜C24アルケニル基を含む群より選択される。
【００９４】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグの好ましい実施形態では、R3が直鎖状のC1〜C24-アルキル、例えばn-メチル、n-エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、n-ノニル、n-デシル、n-ウンデシル、n-ドデシル等である。
【００９５】
より好ましくは、式(Ie)及び(If)に示すように、R3はC7H15であり、
【００９６】
【化１８】
2013527849.tif 000019
【００９７】
式中、
R1及びR2は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群よりそれぞれ独立に選択される。
【００９８】
さらなる実施形態では、本発明は、下記一般式(Ig)又は(Ih)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【００９９】
【化１９】
2013527849.tif 000020
【０１００】
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択される整数であり、
R8はH、C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【０１０１】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグのさらに好ましい実施形態では、式(Ii)又は(Ij)の通りであり、
【０１０２】
【化２０】
2013527849.tif 000021
【０１０３】
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは、整数1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択され、
R8は、H、C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【０１０４】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグのさらに好ましい実施形態では、式(Ik)又は(Il)に示す通りであり、
【０１０５】
【化２１】
2013527849.tif 000022
【０１０６】
式中、
Xは、O又はSより選択され、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、又は24より選択される整数である。
【０１０７】
本発明は、下記一般式(II)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグも特に提供し、
【０１０８】
【化２２】
2013527849.tif 000023
【０１０９】
一般式(IIa)及び(lIb)の部分群に例示するように、点線は単結合であっても、また二重結合であってもよく、
【０１１０】
【化２３】
2013527849.tif 000024
【０１１１】
式II、IIa、及びIIbのいずれか1つにおいて、
R1は、H、OH、OR4、NR5R6、アルキル、アリール、シクロC1〜C6アルキル、シクロヘキシルを含む群より選択され、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
R4、R5、R6、及びR7は、H、C1〜C6アルキル、C6〜C18アリール、カルボニル-C1〜C6アルキル、カルボニル-C6〜C10アリールを含む群よりそれぞれ独立的に選択され、
各基はC1〜C6-アルキル、OXO、又は=Sにより任意選択的に置換される。
【０１１２】
さらなる実施形態では、本発明は、下記一般式(IIc)又は(IId)のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを提供し、
【０１１３】
【化２４】
2013527849.tif 000025
【０１１４】
式中、
R3は、H、OH、置換型又は非置換型の直鎖状又は分岐鎖状O-C1〜C24アルキル、置換型又は非置換型のO-アリール基、好ましくは置換型又は非置換型のO-C6〜C18アリール、置換型又は非置換型のO-ヘテロアリール基、置換型又は非置換型のO-アリール-アルキル基、好ましくはO-C6〜C18アリールC1〜C6アルキル基、オキシ-シクロC1〜C6アルキル基、xが3以上の炭素原子、pは2以上、及びyは2x-2から2xである、式O-(CxHyO)pのO-ポリオキシアルキレン鎖、O-ヘテロシクリル-C1〜C24アルキル基、O-ヘテロアリール-C1〜C24アルキル基、O-C3〜C24アルキニル基、又はO-C3〜C24アルケニル基を含む群より独立に選択され、
各基は、C1〜C6-アルキル、*=O(OXO-基)又は*=S(チオン基)により任意選択的に置換される。アスタリスク(*)は、本明細書では、記載する1価又は2価の基が、これと関連する構造及び当該基が一部を形成する構造と連結する点を示すために用いられる。
【０１１５】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグの好ましい実施形態では、R3がH、OH、直鎖状のO-C1〜C24-アルキル、例えばO-メチル、O-エチル、O-n-プロピル、O-n-ブチル、O-n-ペンチル、O-n-ヘキシル、O-n-ヘプチル、O-n-オクチル、O-n-ノニル、O-n-デシル、O-n-ウンデシル、O-n-ドデシル等である。
【０１１６】
より好ましくは、R3は式(IIe)及び(IIf)に示すようなO-C4H9であり、
【０１１７】
【化２５】
2013527849.tif 000026
【０１１８】
式中、
R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【０１１９】
より好ましくは、R3は式(IIg)及び(IIh)に示すようなO-アリールであり、
【０１２０】
【化２６】
2013527849.tif 000027
【０１２１】
式中、
R1は、H、OH、O-C1〜C6アルキルを含む群より選択される。
【０１２２】
本明細書に記載する式II、IIa〜IIhのうちの任意のものの好ましい実施形態において、R1は水素である。
【０１２３】
本発明の化合物を記載するとき、用いられる用語は、文脈から別途規定される場合を除き下記の定義に基づき解釈される。
【０１２４】
用語「置換された」が本発明で用いられる場合は、「置換された」を用いて表現される原子上の1つ又は複数の水素が、提示された複数の基から選択されたもので置換されることを表すように常に意図されているが、但し、提示された原子の通常の原子価を上回らないこと、及び置換により化学的に安定な化合物、すなわち、反応混合物から有用な程度の純度で単離された状態、及び治療薬に処方化した状態で留まるように十分に強固な化合物となることが前提である。
【０１２５】
用語「アルキル」は、それ自身又は別の置換基の一部として、nが1以上の式CnH2n+1で表されるヒドロカルビル基を意味する。アルキル基は、直鎖状であってもまた分岐状であってもよく、また本明細書に示すように置換され得る。炭素原子の次に下付き文字が本明細書で用いられる場合、下付き文字は指定された基が含有し得る炭素原子数を意味する。従って、例えばC1〜6アルキルは、1から6個の炭素原子を有するすべての直鎖状又は分岐状のアルキル基を含み、従って例えばメチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、2-メチル-エチル、ブチル及びその異性体(例えば、n-ブチル、i-ブチル、及びtert-ブチル);ペンチル及びその異性体、ヘキシル及びその異性体等を含む。用語「C1〜6アルキル」は、1つの基又は1つの基の一部分として、nが1から6の数字である式CnH2n+1で表されるヒドロカルビル基意味する。一般的に、本発明のアルキル基は、1から6個の炭素原子、例えば1、2、3、4、5、又は6個の炭素原子、好ましくは1から4個の炭素原子、より好ましくは1から3個の炭素原子、なおもより好ましくは1から2個の炭素原子を含む。アルキル基の例として、メチル、エチル、n-プロピル、1-メチルエチル、i-プロピル、ブチル及びその異性体(例えば、n-ブチル、i-ブチル及びt-ブチル)、1-メチルプロピル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、n-ペンチル及びその異性体、1-メチルブチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、2,2-ジメチルプロピル、1-エチルプロピル、n-ヘキシル及びその異性体、1,1-ジメチルプロピル、1,2-ジメチルプロピル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、4-メチルペンチル、1,1-ジメチルブチル、1,2-ジメチルブチル、1,3-ジメチルブチル、2,2-ジメチルブチル、2,3-ジメチルブチル、3,3-ジメチルブチル、1-エチルブチル、2-エチルブチル、1,1,2-トリメチルプロピル、1,2,2-トリメチルプロピル、1-エチル-1-メチルプロピル、1-エチル-2-メチルプロピル、ヘプチル及びその異性体、オクチル及びその異性体、ノニル及びその異性体、デシル及びその異性体等が挙げられる。代表的なアルキル鎖又は基は、飽和脂肪酸に生ずるもの、例えばラウリン酸(12 C)、ミリスチン酸(14 C)、パルミチン酸(16 C)、ステアリン酸(18 C)、アラキジン酸(20 C)等である。
【０１２６】
用語「ヘテロアリール」は、基又は基の一部分として、ピロリル、フラニル、チオフェニル、ピラゾリル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、トリアゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、テトラゾリル、オキサトリアゾリル、チアトリアゾリル、ピリジニル、ピリミジル、ピラジニル、ピリダジニル、オキサジニル、ジオキシニル、チアジニル、トリアジニル、イミダゾ[2,1-b][1,3]チアゾリル、チエノ[3,2-b]フラニル、チエノ[3,2-b]チオフェニル、チエノ[2,3-d][1,3]チアゾリル、チエノ[2,3-d]イミダゾリル、テトラゾロ[1,5-a]ピリジニル、インドリル、インドリジニル、イソインドリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、1,3-ベンゾオキサゾリル、1,2-ベンゾイソオキサゾリル、2,1-ベンゾイソオキサゾリル、1,3-ベンゾチアゾリル、1,2-ベンゾイソチアゾリル、2,1-ベンゾイソチアゾリル、ベンゾトリアゾリル、1,2,3-ベンゾオキサジアゾリル、2,1,3-ベンゾオキサジアゾリル、1,2,3-ベンゾチアジアゾリル、2,1,3-ベンゾチアジアゾリル、プリニル、イミダゾ[1,2-a]ピリジニルより選択される。
【０１２７】
本明細書で用いる場合、用語「シクロアルキル」は、環状のアルキル基、1、2、又は3個の環構造を有する単価、飽和又は不飽和のヒドロカルビル基である。シクロアルキルは、1から3個の環を含むすべての飽和又は部分的に飽和した(1又は2個の二重結合を含む)炭化水素基を含み、これには単環式、二環式、又は多環式のアルキル基が含まれる。シクロアルキル基は、3個以上の炭素原子を環内に含み得、また本発明によれば、一般的に、3から10、より好ましくは3から8個の炭素原子、なおもより好ましくは3から6個の炭素原子を含む。多環式シクロアルキルのさらなる環が、1つ又は複数のスピロ原子を介して融合、架橋、及び/又は連結し得る。シクロアルキル基の例として、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、及びシクロデシルが挙げられる。
【０１２８】
本明細書で用いる場合、用語「アルケニル」は、不飽和ヒドロカルビル基を意味し、直鎖状、分岐状、又は環状であり得、1つ又は複数の炭素-炭素二重結合を含む。従って、アルケニル基は、2つ以上の炭素原子、好ましくは2から24個の炭素原子を含む。非限定的な例としてプロペニル、2-メチルプロペニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-メチル-1-ブテニル、2-メチル-1-ブテニル、3-メチル-1-ブテニル、1-メチル-2-ブテニル、2-メチル-2-ブテニル、3-メチル-2-ブテニル、1-メチル-3-ブテニル、2-メチル-3-ブテニル、3-メチル-3-ブテニル、1,1-ジメチル-2-プロペニル、1,2-ジメチル-1-プロペニル、1,2-ジメチル-2-プロペニル、1-エチル-1-プロペニル、1-エチル-2-プロペニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、5-ヘキセニル、1-メチル-1-ペンテニル、2-メチル-1-ペンテニル、3-メチル-1-ペンテニル、4-メチル-1-ペンテニル、1-メチル-2-ペンテニル、2-メチル-2-ペンテニル、3-メチル-2-ペンテニル、4-メチル-2-ペンテニル、1-メチル-3-ペンテニル、2-メチル-3-ペンテニル、3-メチル-3-ペンテニル、4-メチル-3-ペンテニル、1-メチル-4-ペンテニル、2-メチル-4-ペンテニル、3-メチル-4-ペンテニル、4-メチル-4-ペンテニル、1,1-ジメチル-2-ブテニル、1,1-ジメチル-3-ブテニル、1,2-ジメチル-1-ブテニル、1,2-ジメチル-2-ブテニル、1,2-ジメチル-3-ブテニル、1,3-ジメチル-1-ブテニル、1,3-ジメチル-2-ブテニル、1,3-ジメチル-3-ブテニル、2,2-ジメチル-3-ブテニル、2,3-ジメチル-1-ブテニル、2,3-ジメチル-2-ブテニル、2,3-ジメチル-3-ブテニル、3,3-ジメチル-1-ブテニル、3,3-ジメチル-2-ブテニル、1-エチル-1-ブテニル、1-エチル-2-ブテニル、1-エチル-3-ブテニル、2-エチル-1-ブテニル、2-エチル-2-ブテニル、2-エチル-3-ブテニル、1,1,2-トリメチル-2-プロペニル、1-エチル-1-メチル-2-プロペニル、1-エチル-2-メチル-1-プロペニル、1-エチル-2-メチル-2-プロペニル等が挙げられる。好ましいアルケニル基の例として、不飽和脂肪酸で生ずるもの、例えばミリストレイン酸、パルミトオレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、リノール酸、α-リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルシン酸、ドコサヘキサエン酸等が挙げられる。
【０１２９】
本明細書で用いる場合、用語「アルキニル」とは、アルケニルと同様に、単価不飽和ヒドロカルビル基のクラスを意味し、不飽和は1つ又は複数の炭素-炭素三重結合の存在に起因する。アルキニル基は、一般的に及び好ましくは、アルケニル基に関連して上記した数と同数の炭素原子を有する。アルキニル基の例として、エチニル、2-プロピニル、2-ブチニル、3-ブチニル、2-ペンチニル及びその異性体、2-ヘキシニル及びその異性体、2-ヘプチニル及びその異性体、2-オクチニル及びその異性体等が挙げられる。
【０１３０】
単独で又は併用して用いられる用語「ヘテロシクリル」は、窒素、酸素、又はイオウより選択される1つ又は複数のヘテロ原子環員を含有し、また1つ又は複数の炭素原子において、アルキル、アルコキシ、ハロゲン、ヒドロキシル、オキソ、任意選択的に一置換型の又は二置換型のアミノ、ニトロ、シアノ、ハロアルキル、カルボキシル、アルコキシカルボニル、シクロアルキル、任意選択的に一置換型の又は二置換型のアミノカルボニル、メチルチオ、メチルスルホニル、アリールにより任意選択的に置換される、好ましくは3から12個の環員、より好ましくは5から10個の環員、及びより好ましくは5から6個の環員を有する飽和した又は部分的に不飽和の単環式、二環式、又は多環式の複素環として、また、窒素、酸素、又はイオウより選択される1つ又は複数のヘテロ原子環員を含有する3から12個の環員を有する飽和した又は部分的に不飽和の単環式、二環式、又は三環式の複素環として定義されるが、任意のアミノ官能基上の任意選択的な置換基は、アルキル、アルコキシ、アリール、アリーロキシ、アリールオキシアルキル、アラルキル、アルキロキシカルボニルアミノ、アミノ、及びアミノアルキルより独立的に選択され、各アミノ基は、任意選択的にアルキルで一置換、又は可能な場合には、二置換され得る。代表的な複素環基には、アジリジニル、オキシラニル、チイラニル、ピペリジニル、アゼチジニル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、ピラゾリジニル、イソオキサゾリニル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリジニル、チアゾリジニル、イソチアゾリジニル、ピペリジニル、スクシンイミジル、3H-インドリル、インドリニル、イソインドリニル、クロメニル、イソクロマニル、キサンテニル、2H-ピロリル、1-ピロリニル、2-ピロリニル、3-ピロリニル、ピロリジニル、4H-キノリジニル、4aH-カルバゾリル、2-オキソピペラジニル、ピペラジニル、ホモピペラジニル、2-ピラゾリニル、3-ピラゾリニル、ピラニル、ジヒドロ-2H-ピラニル、4H-ピラニル、3,4-ジヒドロ-2H-ピラニル、オキセタニル、チエタニル、3-ジオキソラニル、1,4-ジオキサニル、2,5-ジオキシミダゾリジニル、2,2,4-ピペリドニル、2-オキソピペリジニル、2-オキソピロロジニル、2-オキソアゼピニル、インドリニル、テトラヒドロピラ
ニル、テトラヒドロフラニル、テトルヒドロチエニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、チオモルホリニル、チオモルホリニルスルホキシド、チオモルホリニルスルホン、1,3-ジオキソラニル、1,4-オキサチアニル、1,4-ジチアニル、1,3,5-トリオキサニル、6H-1,2,5-チアジアジニル、2H-1,5,2-ジチアジニル、2H-オキソシニル、1H-ピロリジニル、テトラヒドロ-1,1-ジオキソチエニル、N-ホルミルピペラジニル、及びモルホリニルが含まれる。
【０１３１】
本明細書で用いる場合、用語「アリール」とは、単環(すなわちフェニル)又は共に融合した(例えば、ナフタレン又はアントラセン)、又は共有結合的に連結した複数の芳香環を有し、一般的に6から18個の原子を含む、多価不飽和の芳香族ヒドロカルビル基を意味し、少なくとも1つの環は芳香族である。芳香環は、これと連結した1から3個の追加の環(シクロアルキル、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールのいずれか)を任意選択的に含み得る。アリールは、本明細書に列挙する炭素環系の部分的に水素化された誘導体も含むように意図されている。非限定的なアリールの例として、フェニル、ビフェニリル、ビフェニレニル、5-又は6-テトラリニル、1-、2-、3-、4-、5-、6-、7-、又は8-アズレニル、1-又は2-ナフチル、1-、2-、又は3-インデニル、1-、2-、又は9-アントリル、1- 2-、3-、4-、又は5-アセナフチレニル、3-、4-、又は5-アセナフテニル、1-、2-、3-、4-、又は10-フェナントリル、1-又は2-ペンタレニル、1、2-、3-、又は4-フルオレニル、4-又は5-インダニル、5-、6-、7-、又は8-テトラヒドロナフチル、1,2,3,4-テトラヒドロナフチル、1,4-ジヒドロナフチル、ジベンゾ[a,d]シクロヘプテニル、1-、2-、3-、4-、又は5-ピレニルが挙げられる。アリール環は、任意選択的に1つ又は複数の置換基により置換され得る。
【０１３２】
用語「立体異性体」、「互変異性体」、及び「ジアステレオアイソマー」は、当技術分野においてそれらが持つ一般的な意味を有する。立体異性体は、同一の分子式及び結合原子配列を有する異性体分子であり、空間におけるそれら原子の三次元配置のみ異なる。化学では、エナンチオマーは、2つの立体異性体のうちの1つであり、左手及び右手は「瓜二つ」だが反転しているように「重ね合わせても一致しない」(同一でない)互いに鏡像の関係にある。互いにエナンチオマーの関係にある2つの化合物はエナンチオマーが偏光を回転させる方向、及び他の化合物の異なる光学異性体とどのように相互作用するか、その作用様式を除いて、同一の物理特性を有する。。等しい量の左回転及び右回転のエナンチオマー(enatiomers)の両方からなる混合物は、ラセミ体又はラセミ混合物と呼ばれる。ジアステレオマー又はジアステレオアイソマーは、反射操作に関係しない立体異性体である。これらの異性体は互いに鏡像関係にない。これらは、メソ化合物、cis-trans(E-Z)異性体、及び非鏡像異性の光学異性体を含む。化合物の2つ以上の立体異性体が、1つ又は複数(すべてではない)の同じ(関連する)立体中心において異なる立体配置を取り、かつ互いに鏡像関係にないとき、ジアステレオメリズム(diastereomerism)が生ずる。2つのジアステレオアイソマーが、1つの立体中心においてのみ互いに異なるとき、これらはエピマーである。各立体中心は2つの異なる立体配置、従って2つの異なる立体異性体を生み出す。ジアステレオマーはエナンチオマーとは異なり、後者(エナンチオマー)はすべての立体中心において異なる立体異性体の対であり、また互いに鏡像の関係にある。互変異性体は、互変異性化と呼ばれる化学反応により容易に相互変換する有機化合物の異性体である。この反応は、単結合と隣接した二重結合との入れ替えを伴い、水素原子又はプロトンの形式的な移動を引き起こすのが一般的である。互変異性化が可能な溶液中では、互変異性体は化学平衡状態に達する。互変異性体の正確な比は、温度、溶媒、及びpHを含むいくつかの要因に依存する。
【０１３３】
本明細書及び添付の請求項で用いる場合、文脈から別途明確に規定される場合を除き、単数形の「a」、「an」、及び「the」には複数形も含まれる。例として、「a compound (1つの化合物)」は1つの化合物又は2つ以上の化合物を意味する。
【０１３４】
本発明で用いる場合、用語「本発明の化合物」又は「本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ」又は類似した用語は、本明細書で定義する式に示すような化合物及びその任意の部分群を含むように常に意図されている。この用語は、Table A (表1)に示す化合物及びその誘導体、塩、溶媒和化合物、水和物、エステル、及び代謝産物も意味する。
【０１３５】
【表１Ａ】
2013527849.tif 000028
【０１３６】
【表１Ｂ】
2013527849.tif 000029
【０１３７】
本明細書でこれまでに記載した、又はこれから記載する薬学的に許容される酸及び塩基添加塩は、本発明の化合物が形成し得る、治療上活性な無毒の酸及び塩基添加塩の形態を含むように意図されている。薬学的に許容される酸添加塩は、かかるふさわしい酸で当該塩基形態を処理することにより、好都合に入手可能である。ふさわしい酸は、例えばハロゲン化水素酸等の無機酸、例えば塩酸又は臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸等;又は有機酸、例えば酢酸、プロパン酸、ヒドロキシ酢酸、乳酸、ピルビン酸、マロン酸、コハク酸(すなわち、ブタン二酸)、マイレン酸、フマル酸、リンゴ酸、マンデル酸、酒石酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ムコン酸、2-ナフタレンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、樟脳スルホン酸、グルコヘプトン酸、グルコン酸、グルタミン酸、グリコール酸、ヒドロキシナフトエ酸(hydroxynaphtoic)、2-ヒドロキシエタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、シクラミン酸、サリチル酸、p-アミノサルチル酸、パモン酸、ジベンゾイル-L-酒石酸、トリメチルスルホン酸、トリフルオロ酢酸等を含む。反対に前記塩形態は、ふさわしい塩基で処理することにより、遊離した塩基の形態に変換され得る。
【０１３８】
酸性のプロトンを含む本発明の化合物は、ふさわしい有機及び無機の塩基で処理することにより、その無毒性の金属又はアミン添加塩の形態にも変換され得る。ふさわしい塩基塩形態は、例えばアンモニウム塩、アルカリ及びアルカリ土類金属の塩、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムの塩等、有機塩基の塩、例えば一級、二級、及び三級脂肪族及び芳香族アミン、例えばメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、4つのブチルアミン異性体、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ-n-ブチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、キヌクリジン、ピリジン、キノリン、及びイソキノリン;ベンザチン、N-メチル-D-グルカミン、ヒドラバミンの塩、及び例えばアルギニン、リジン等のアミノ酸の塩を含む。反対に、この塩の形態は、酸で処理することにより遊離した酸の形態に変換され得る。
【０１３９】
用語、溶媒和化合物は、本発明の化合物が形成し得る水和物及び溶媒添加形態、並びにその塩を含む。かかる形態の例は、例えば水和物、アルコラート等である。
【０１４０】
本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグは、異なる光学的形態(例えば、エナンチオマー又はジアステレオアイソマー)をなし得る、キラル中心として機能する1つ又は複数の不斉炭素原子を含む。本発明は、すべての可能な立体配置のすべてのかかる光学的形態、並びにこれらの混合物を含む。より一般的には、上記より、本発明の化合物は、幾何異性体、高次構造的な異性体、E/Z-異性体、立体化学的異性体(すなわち、エナンチオマー及びジアステレオアイソマー)、及び本発明の化合物中に存在する環の異なる位置の同一置換基の存在に対応する異性体を含む、但しこれらに限定されない異なる異性体及び/又は互変異性体の形態で存在し得ることは、当業者にとって明白である。すべてのそのような考えられ得る異性体、互変異性体、及びこれらの混合物は、本発明の範囲内に含まれる。
【０１４１】
本明細書で用いる場合、用語「プロドラッグ」は、薬学的に許容される誘導体、好ましくは、誘導体のin vivo生体内変換生成物が活性な薬物であるようなリン酸エステルを意味する。Goodman及びGilman(The Pharmacological Basis of Therapeutics、8th Ed、McGraw-Hill、Int. Ed. 1992年、「Biotransformation of Drugs」、13〜15頁)による参考資料はプロドラッグについて記載しており、一般的に本明細書に組み込まれる。プロドラッグは、増大した生物学的利用能により特徴づけられ、in vivoで容易に活性な薬物(active drug)に代謝される。ナルシクラシンプロドラッグは、例えばナルシスタチンと呼ばれるナルシクラシンのリン酸エステルプロドラッグを開示するPettitら国際公開第2004/052298 A2号)のグループにより当技術分野において公知である。
【０１４２】
本発明の化合物は、当業者が精通していなければならない方法及び化学を用いて調製され得る。代表的な方法は下記の実験セクションに記載されている。
【０１４３】
上記の用語及び本明細書で用いられるその他の用語は、当業者に十分に理解されている。
【０１４４】
本発明の化合物は、癌細胞に対して抗増殖性及び抗遊走性でありながら、健康な細胞に対して低毒性レベルを示すので、本発明の化合物は特に有利である。本明細書で用いる場合、用語「毒性」又は「毒性効果」とは、健康な細胞、組織、又は臓器に対して化合物が有し得る有害な効果を意味する。本発明による化合物の毒性レベルは驚くほど低い。本発明による化合物は、良好な抗癌活性及び低レベル毒性からなる必須特性を併せ持つ。
【０１４５】
従って、本発明による化合物は、様々な癌の治療で用いられる医薬組成物で利用可能である。さらに、本発明による化合物は毒性レベルが低いので、これらの化合物はより長期間の治療で利用可能である。
【０１４６】
これらの興味深い特性、特に抗増殖特性及び低レベルの毒性により、本発明による化合物は、特に薬剤として使用するのに、好ましくは癌を治療するのに適する。従って、別の実施形態では、本発明は、薬剤用途の本発明による化合物に関連する。また、本発明には、上記で定義した式I又はIIのうちの少なくとも1つの化合物を癌を治療する薬剤を調製するために使用することも含まれる。
【０１４７】
別の実施形態では、本発明は、薬学的に許容される添加剤及び治療量の本発明による少なくとも1つの化合物を含む医薬組成物に関連する。また、本発明には、癌を治療する薬剤を調製するために、薬学的に許容される添加剤及び治療量の本発明による少なくとも1つの化合物を含む医薬組成物を使用することも含まれる。
【０１４８】
本明細書で用いる場合、用語「治療上有効な量」又は「有効量」とは、研究者、獣医師、医師、又はその他の臨床医が求める、組織、系、動物、又はヒトの中で生物学的反応又は薬剤反応を誘発する化合物又は医薬組成物の量を意味し、これには治療の対象とされる癌の症状の緩和も含まれる。特に、これらの用語は、癌と関連した臨床的障害、症状、又は合併症を、単回用量又は複数回用量のいずれかにおいて予防、治癒、改善する、又は少なくとも最低限に抑えるのに必要な本発明による化合物又は医薬組成物の量を意味する。
【０１４９】
前記医薬組成物は当業者が、それ自身にとって自明の方法で調製可能である。この目的のために、式I又はIIを有する少なくとも1つの化合物、1つ又は複数の固体又は液体の医薬添加剤、及び所望であればその他の医薬活性化合物と併用して、適する投与形態又は剤形に組み込まれ、そしてヒト薬剤又は獣医学用の薬剤内で医薬品として利用可能である。
【０１５０】
かかる調製物のいくつかの好ましい、但し非限定的な例として、錠剤、丸薬、粉末、ロゼンジ、サシェ剤、カシェ剤、エリキシル剤、懸濁液、エマルジョン、溶液、シロップ、エアゾール、軟膏、クリーム、ローション、軟及び硬ゼラチンカプセル剤、坐剤、ドロップ、ボーラス投与及び/又は連続投与用の滅菌状態の注射液及び滅菌状態の包装された粉末(通常使用する前に再構成される)が挙げられ、これらは、例えばラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、デンプン、アカシアガム、リン酸カルシウム、アルギン酸塩、トラガント、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、セルロース、(滅菌)水、メチルセルロース、メチル-及びプロピルヒドロキシベンゾエート、タルク、ステアリン酸マグネシウム、食用油、植物油、及び鉱油、又は適するこれらの混合物等の、上記処方物にそれ自身適する担体、添加剤、及び賦形剤と共に処方化され得る。当該処方物は、その他の薬学的に活性な物質(本発明の化合物と共に相乗効果を引き起こしても、また引き起こさなくてもよい)、及び医薬処方物で一般的に用いられるその他の物質、例えば潤滑剤、湿潤剤、乳化及び懸濁剤、分散剤、錠剤分解剤(desintegrants)、増量剤、充填剤、保存剤、甘味料、着香料、流量調節剤、離型剤等を任意選択的に含有し得る。また当該組成物は、これに含まれる活性化合物が即効的、持続的、又は遅効的に放出されるように、例えばリポソーム又は天然のゲル又は合成ポリマーをベースとした親水性ポリマーマトリックスを用いて処方化することも可能である。
【０１５１】
本発明の抗腫瘍薬は、本明細書で検討される実施形態のうちのいずれか1つによる化学的プロドラッグのみから構成され得るが、2種類以上の薬学的に許容される担体及び/又は添加物を用いる通常の方法に基づき、通常処方化される。
【０１５２】
薬学的に許容される担体の例として、水、薬学的に許容される有機溶媒、コラーゲン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、アルギン酸ナトリウム塩、水溶性デキストラン、カルボキシメチルスターチナトリウム、ペクチン、キサンタンガム、アラビアゴム、カゼイン、ゼラチン、カンテン、グリセリン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ワセリン、パラフィン、ステアリルアルコール、ステアリン酸、ヒト血清アルブミン、マンニトール、ソルビトール、及びラクトースが挙げられる。
【０１５３】
処方の際用いられる添加物の例として、ビヒクル、分解剤(disintegration agent)、矯正剤、充填剤、増粘剤、結合剤、保湿剤、界面活性剤、潤滑剤、安定剤、抗菌剤、バッファー、等張化剤、キレート剤、pH調整剤、及び界面活性剤が挙げられ、これら添加物は、処方物の投与単位形態等に基づき好適に選択される。
【０１５４】
投与経路の例として、経口投与及び非経口投与、例えば脳内投与、腹腔内投与、口腔内投与、気管内投与、直腸投与、皮下投与、筋肉内投与、及び静脈内投与等が挙げられる。さらに、投与形態の例として錠剤、粉末、注射剤、粒剤、スプレー、カプセル、シロップ、エマルジョン、坐剤、軟膏、及びテープが挙げられる。
【０１５５】
投与の用量及び回数は、監督医師又は獣医の厳格な監視の下で投与される患者又は動物の年齢、症状、体重、及び投与効果を検討した上で、個体毎に一般的に決定され得るが、ヒト成人の場合は、日用量の一般的な参考用量は、静脈投与の場合、1mg/kgであり、この日用量は、すべてを1度に又は1日数回の投与に分割して投与され得る。
【０１５６】
本発明の化合物は、星状細胞腫、毛様細胞性星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、未分化の(悪性)星状細胞腫、グリオーマ、希突起神経膠腫、混合型グリオーマ、例えば乏突起星細胞腫、脈絡叢乳頭腫、上衣腫、多形膠芽細胞腫、髄芽細胞腫、聴神経腫瘍、リンパ腫、髄膜腫、松果腺腫瘍、脳下垂体腺腫、シュワン細胞腫等の原発性脳腫瘍、並びにメラノーマ、乳癌、腎臓細胞癌、結腸直腸癌等の脳内に広がる又は転移する二次性の脳腫瘍を含む、CNS内に位置するすべての種類の腫瘍、但しこれらに限定されない癌の治療(のための薬剤調製物)で特に用いられる可能性がある。
【０１５７】
従って、本発明は、癌が治療されるように、本発明の少なくとも1つのヒガンバナ科イソカルボスチリルプロドラッグ誘導体を有効成分として、その有効量を個体に投与するステップを含む、脳の癌を治療する方法を提供する。例として、本発明の1つの実施形態では、癌を治療するのに有効な、本発明の少なくとも1つのヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグの治療上有効な量を対象に投与することにより、癌は治療を必要とする対象内で治療される。対象は、好ましくは哺乳動物(例えばヒト、家畜、並びにウシ、イヌ、サル、マウス、ブタ、及びラットを含む市販動物)であり、最も好ましくはヒトである。
【０１５８】
用語「医薬組成物」には、本発明によるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグを含むすべての処方物が、薬学的に許容される担体と共に処方化される有効成分(の1つ)として含まれる。
【０１５９】
これらを目的として、本発明のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ又は医薬組成物は、従来型の無毒性の薬学的に許容される担体、アジュバント、及びビヒクルを含む投与単位処方物(dosage unit formulation)の状態で投与され得る。本発明の少なくとも1つのヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ又は医薬組成物は、一般的に「有効量」で投与されるが、この量とは、適切な投与を行えば、これが投与される個体において所望の治療又は予防上の効果を実現するのに十分な、少なくとも1つのヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグの任意の量を意味する。通常、予防又は治療の対象となる状態及び投与経路に応じて、かかる有効量は、通常体重1キログラム当たり0.01から1000mgの間、より多くの場合0.1から500mgの間、例えば1から250mgの間等、例えば、患者の体重1キログラム当たり、1日約5、10、20、50、100、150、200、又は250mgであり、単回日用量として、1回又は複数回の日用量に分割して、又は例えば点滴を用いて実質的に連続的に投与され得る。投与される量、投与経路、及びさらなる治療計画は、患者の年齢、性別、体重、及び全身状態、並びに治療の対象となる疾患/症状の性質及び重症度等の要因に応じて、治療担当臨床医により決定され得る。標準ハンドブック、例えば最新版のRemington's Pharmaceutical Sciencesを参照されたい。
【０１６０】
本発明の方法に基づき、前記医薬組成物は、分割された又は単一の併用形態で、治療コース期間中の異なる時期に別々に、又は同時に投与され得る。従って、本発明は、同時の又は交互に繰り返す治療のすべてのかかる治療計画を包含するものと理解され、また用語「投与する」は、それに応じて解釈される。
【０１６１】
本質的に、固形腫瘍癌治療の一次モードは、個別及び併用による手術、放射線療法、及び化学療法を含む。本発明による化合物は、これらの医療技術と併用して使用するのに適する。本発明の化合物は、放射線療法において照射に対する腫瘍細胞の感度を高めるのに、また化学療法薬による腫瘍の傷害を増強又は強化するのにも有用であり得る。化合物及びその薬学的に許容される塩及び/又は溶媒和化合物は、多剤耐性腫瘍細胞の感受性を高めるのにも有用となり得る。本発明による化合物は、DNA傷害性の細胞毒性薬物又は放射線療法で用いられる照射と併用してその効果を増強する際に有用な投与用治療化合物である。
【０１６２】
本発明の方法の別の実施形態では、投与は食品、例えば高脂肪食と共に実施され得る。用語「食品と共に」とは、本発明による医薬組成物の投与期間中、又は投与前若しくは投与後約1時間を超えないで食事を消費することを意味する。
【０１６３】
経口投与形態の場合、本発明の組成物は、適する添加物、例えば添加剤、安定剤、又は不活性な賦形剤と混合可能であり、また常套法を用いて錠剤、コーティングされた錠剤、硬カプセル剤、水性、アルコール性、又は油性溶液等の適する投与形態にせしめることができる。適する不活性担体の例として、アラビアゴム、マグネシア、炭酸マグネシウム、リン酸カリウム、ラクトース、グルコース、又はデンプン、特にコーンスターチが挙げられる。この場合、調製は、乾燥した粒剤及び湿った粒剤のいずれでも実施可能である。適する油性添加剤又は溶媒として、植物油又は動物油、例えばヒマワリ油又は肝油が挙げられる。水性溶液又はアルコール性溶液のための適する溶媒は、水、エタノール、糖溶液、又はこれらの混合物が挙げられる。ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールも、その他の投与形態のためのさらなる助剤として有用である。即時放出型錠剤(immediate release tablet)として、これらの組成物は、当技術分野において公知の微結晶性セルロース、リン酸二カルシウム、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、及びラクトース、及び/又はその他の添加剤、結合剤、増量剤、錠剤分解剤(disintegrant)、賦形剤、及び潤滑剤を含有し得る。
【０１６４】
本発明による少なくとも1つの化合物、又はその薬学的に許容される塩又はエステル及び/又は溶媒和化合物を含む医薬組成物の経口投与は、適する量の粉末形態の前記化合物を共に均一及び緊密に混合し、任意選択的に精密に分割された固体担体も含め、そして混合物を例えば硬ゼラチンカプセル内にカプセル化することにより、好適に実現される。固体担体は、結合剤、潤滑剤、崩壊剤(disintegrating agent)、着色剤等として作用する1つ又は複数の物質を含み得る。適する固体担体として、例えばリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、タルク、糖、ラクトース、デキストリン、デンプン、ゼラチン、セルロース、ポリビニルピロリドン、低融点ワックス、及びイオン交換樹脂が挙げられる。
【０１６５】
本発明による少なくとも1つの化合物を含む医薬組成物、又はその薬学的に許容される塩、又はエステル及び/又は溶媒和化合物の経口投与は、任意選択的に上記のような固体担体と共に混合された所望の量の前記化合物を含むカプセル又は錠剤を調製することによっても実現可能である。本発明の医薬組成物を含む圧縮された錠剤は、必要な圧縮特性を有する混合物を提供するように、有効成分を上記のような固体担体と共に均一及び緊密に混合し、次に適する機械内で混合物を圧縮して所望の形状及びサイズにすることにより調製可能である。湿製錠剤は、不活性な液体賦形剤で湿らせた粉末化された化合物の混合物を適する機械内で成型することにより作製可能である。
【０１６６】
鼻腔エアゾール又は吸入により投与する場合、これらの組成物は、医薬処方物の技術分野において周知の技法により調製可能であり、またベンジルアルコール又はその他の適する防腐剤、生物学的利用能を高める吸収促進剤、フルオロカーボン、及び/又は当技術分野において公知のその他の可溶化剤又は分散剤を利用しながら、生理食塩溶液として調製可能である。エアゾール又はスプレーの形態で投与するための適する医薬処方物は、例えばエタノール若しくは水若しくはかかる溶媒の混合物等のその薬学的に許容される溶媒中の本発明の化合物又はその生理学的に容認される塩の溶液、懸濁液、若しくはエマルジョンである。必要であれば、処方物は、界面活性剤、乳化剤、及び安定剤、並びに噴霧剤等のその他の医薬助剤(pharmaceutical auxiliary)もさらに含み得る。
【０１６７】
皮下又は静脈内投与の場合、本発明の化合物は、所望の場合には、可溶化剤、乳化剤、又はさらなる助剤等の通例の物質と共に、溶液、懸濁液、又はエマルジョンにせしめられる。発明の化合物は、凍結乾燥することも可能であり、得られた凍結乾燥物は、例えば注射又は輸液調製物を製造するのに利用可能である。適する溶媒は、例えば水、生理的食塩溶液、又はアルコール、例えばエタノール、プロパノール、グリセロール等であり、さらに糖溶液、例えばグルコース又はマンニトール溶液等、あるいは記載した様々な溶媒の混合物でもある。注射液又は懸濁液は、適する無毒性の、非経口的に許容される賦形剤、又は溶媒、例えばマンニトール、1,3-ブタンジオール、水、リンガー溶液、若しくは等張性の塩化ナトリウム溶液、又は適する分散剤又は湿潤剤及び懸濁剤、例えば滅菌、無菌状態の、合成モノグリセリド又はジグリセリドを含む不揮発性油、及びオレイン酸を含む脂肪酸等を用いて、公知技術により処方化可能である。
【０１６８】
坐剤の形態で直腸に投与される場合、これらの処方は、本発明による化合物を適する非刺激性の添加剤、例えば通常の温度では固体であるが、直腸腔内では液体化及び/又は溶解して薬物を放出する、カカオバター、合成グリセリドエステル、又はポリエチレングリコール等と共に混合することにより調製可能である。
【０１６９】
本発明の医薬組成物は、前記組成物に含まれる各化合物に固有の用量範囲でヒトに投与可能である。前記組成物に含まれる化合物は、一緒に又は個別に投与可能である。
【０１７０】
しかし、特定の患者いずれについても固有の用量レベル及び投与頻度は変化する可能性があり、採用される特定の化合物の活性、当該化合物の代謝安定性及び作用の長さ、年齢、体重、全身的な健康状態、性別、食事、投与のモード及び時期、排出速度、薬物の併用、具体的な状態の重症度、及び治療を受ける宿主を含む様々な要因に依存するものと理解される。
【０１７１】
本質的に、本発明のプロドラッグにより治療される腫瘍の種類は、それが脳内に位置することを除き決定的ではない。ナルシクラシンの抗腫瘍効果は、CNS内に位置する場合に限りすべての種類の腫瘍で明らかにされている。原発性脳腫瘍は、以下のように分類され得る:脳幹、小脳、大脳の白質、又は脊髄に起因する、小児では最も一般的な種類の脳腫瘍である星状細胞腫;髄質、脳橋、又は中脳に起因する脳幹グリオーマ;脳室に起因する脈絡叢乳頭腫;脳室及び脊柱の中心管を覆う膜に起因する上衣腫;大脳のグリア細胞に由来する成人では最も一般的な種類の多形膠芽細胞腫;第4脳室及び小脳に起因し、多くの場合髄膜に浸潤する小児では2番目に最も一般的な種類の髄芽細胞腫。その他の種類の原発性脳癌には下記が含まれる:内耳神経に起因する聴神経腫;例えばHIV/AIDS患者で一般的なリンパ球に由来するリンパ腫;髄膜に由来する髄膜腫;松果腺に起因する稀な腫瘍である松果腺腫瘍;脳下垂体の表面細胞に起因する脳下垂体腺腫、ニューロンを被覆するミエリン鞘の細胞に起因するシュワン細胞腫。
【０１７２】
二次性(転移性)の脳腫瘍は、脳に広がる腫瘍で、下記のようにグループ化され得る:とりわけメラノーマ、乳癌、腎臓細胞癌、結腸直腸癌、膀胱癌、肺癌、前立腺癌、リンパ腫、肉腫。
【０１７３】
本発明は、実施例のセクションで記載するように、本発明の化合物及びその部分群を調製する方法も含む。
【０１７４】
反応性の官能基が最終生成物において所望される場合には、反応への望まない関与を避けるため、かかる反応性の官能基、例えば水酸基、アミノ基、又はカルボキシ基を保護することが必要となり得る。標準実践法に基づき、従来型の保護基が利用可能であり、例えば、T. W. Greene及びP. G. M. Wuts、「Protective Groups in Organic Chemistry」、John Wiley and Sons、1999年を参照されたい。
【０１７５】
本発明は、eEF1A受容体の発現に基づき、脳腫瘍細胞を特異的に標的とすることができる抗癌剤のスクリーニングをさらに可能にする。この受容体は、正常な脳細胞と比較して、脳癌細胞内で差次的に発現される2つの異なるアイソフォーム、すなわちeEF1A1及びeEF1A2中に存在する。本発明には、2つのeEF1Aアイソフォームのうちの1つ、又は2つのアイソフォームの両方を提示する細胞モデルを用いて1つ又は2つのeEF1A1アイソフォームを標的とすることができる任意の種類の化合物の試験が含まれる。生化学的な読み取り情報には、タンパク質合成分析が含まれ、また細胞生物学的な読み取り情報には、細胞増殖、細胞死、及び細胞移動分析が含まれる。
【０１７６】
下記の実施例は、本発明を説明するように意図されている。これらの実施例は、本発明を例示するために提示されており、本発明の範囲を制限するものとはみなされない。
【０１７７】
(実施例)
本発明を下記の非限定的な実施例により説明する。
【０１７８】
(実施例1)
脳腫瘍におけるヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体の潜在的標的としてのeEF1 A
この実験では、本発明者らは、タンパク質合成、アクチン細胞骨格、及び細胞死に与えるAI化合物の効果が調和するIC50値において、eEF1AがAl化合物の標的であること(図1)、及びeEF1Aを対象とするターゲティングは、脳癌を退治する有用な戦略を示すことを明らかにする。
【０１７９】
実施されたドッキング実験により、Alは潜在的なeEF1Aリガンドであることが明らかにされた。確かに、酵母菌eEF1A(PDBコード: 1G7C;ヒトアイソフォームは入手不能)の結晶構造について実施した独立したドッキング実験では、3つの結合ポケットが見出された(図2A)。ポケットの1つはGTP結合部位(ポケット「a」)に対応し、もう1つはヌクレオチド交換ヌクレオチド交換因子の結合領域に対応する(ポケット「c」)。ドッキングしたAlの分子構造を、ポケット毎にその結合自由エネルギースコアと共に図2に示す。ナルシクラシンは、-12.3から-10.8kcal/molの範囲の親和性スコアを特徴とする。比較として、天然リガンドのGTPのアナログであるGDPNPは、-9.8 kcal/molの自由エネルギースコアを有し(図2B)、従ってナルシクラシンが示すスコアよりも弱い。
【０１８０】
結合アッセイにより、試験管アッセイ及び細胞培養で、AlはeEF1Aタンパク質に対するリガンドであることが確認された(図3)。
【０１８１】
脳腫瘍におけるeEF1Aアイソフォームの発現レベルに注目すると、分析結果は、eEF1A1はグリオーマで過剰発現しており(図4A)、一方、eEF1A2は下方制御されている(図4B)ことを明らかにした。
【０１８２】
(実施例2)
脳に蓄積する新規ヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のプロドラッグ及びその合成経路
文献によれば、イソカルボスチリル天然物は、当該天然物を含有する対応するヒガンバナ科の種から単離され得る(Kornienko A et al.、Chem Rev 2008年、第108巻、1982〜2014頁)。本発明の化合物及びその部分群は、市販の、若しくは有機化学の技術分野の当業者にとって明らかな標準的手段により調製される出発物質から調製可能、又はヒガンバナ科の天然物起源から単離可能である。
【０１８３】
より具体的には、一般式Iの新規プロドラッグ(タイプIプロドラッグ又は誘導体とも呼ばれる)を合成するために、2つの合成方法が可能である:第1の方法では、天然物の3,4-環状リン酸エステル(3)誘導体を合成し、次に最終生成物を得るためにアルキル化若しくは置換する;又はホスホン酸エステルの活性化/置換を実施する。第2の方法では、最終生成物に対応する二水素ホスホン酸エステル(7)を合成し、次に天然物から開始して環化を行うことにより最終的な所望の生成物(4)を得る。これらの2つの合成方法は、下記のように概略的に表される:
【０１８４】
【化２７】
2013527849.tif 000030
【０１８５】
本明細書で規定する新規ヒガンバナ科イソカルボスチリルプロドラッグを調製するために、開始点として、天然物例えば、ナルシクラシン(ナルシスタチンとも称されるGR Pettitらが定義する(3)を参照)の3,4位で、公知のリン酸エステルリンカーを用いた:
【０１８６】
【化２８】
2013527849.tif 000031
【０１８７】
しかし、分子をより親水性にせしめる代わりに、担腫瘍臓器すなわち脳内に、例えばナルシクラシン化合物のような天然のイソカルボスチリル生成物をさらに遊離させ、送達する化合物が脳に蓄積するのを促進し、増加させるように、親油性の化学構造を当該分子に結合させる。
【０１８８】
ナルシクラシン及び本明細書に記載する式のいずれか1つにより規定される本発明のtrans-ジヒドロナルシクラシンプロドラッグの具体例並びにその合成経路を本明細書に詳細に記載する:
【０１８９】
【化２９】
2013527849.tif 000032
【０１９０】
R3に対する置換基として直鎖状のC7H15アルキル基を有する、一般式(Ic)及び(Id)に基づく化合物(N1)及び(N2)は、計算により求めたlog P値2.17(±0.40)を有する(Log P値は、http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.htmlにより計算される)。
【０１９１】
ナルシスタチン誘導体N2の合成経路をスキーム2に下記する。ナルシクラシンから開始し、最初に、ナルシクラシンの3,4-環状リン酸エステル誘導体を、Pettitらがすでに実施しているステップにより合成する(Pettit et al.、J. Nat. Prod.、2005年、第68巻、207〜211頁を参照)。第2ステップでは、最終的な誘導体N2を得るために、合成されたリン酸エステルをアルキル化する(スキーム2)。N1化合物を得るのに同一の合成経路を用いる(単結合バージョン)。
【０１９２】
【化３０】
2013527849.tif 000033
【０１９３】
実験条件はアルキル化剤として臭化ベンジルを用いた、別のリン酸エステルについて公知の条件と類似する(Burgada et al.、II Phosphorus, Sulfur, Silicon and Related Elements 1987年、第29巻、275〜282頁)。
【０１９４】
あるいは、式N2の化合物は、下記スキーム3に示す合成経路により入手可能である。最初に、リン酸及び1-ヘプタノールから開始し、エタノールについてすでに記載されている方法に従いリン酸モノヘプチルエステル(monoheptylester phosphate)を合成する(Sorensen-Stowell et al.、J. Org. Chem. 2005年、第70巻、4805〜4809頁;Dueymes et al.、Tetrahedron Lett. 2008年、第49巻、5300〜530125、26)。第2ステップでは、リン酸モノヘプチルエステルは、ナルシクラシンと反応し、式N2の化合物を得る。
【０１９５】
【化３１】
2013527849.tif 000034
【０１９６】
本明細書に例示するすべての化合物は、特別なR3基を用いれば、同一の反応スキームを用いて一般的に合成可能である。ナルシクラシン及び本発明のtrans-ジヒドロナルシクラシンプロドラッグのさらに具体な例は下記の通り:
【０１９７】
【化３２】
2013527849.tif 000035
【０１９８】
化合物N30は、例えばスキーム4により合成される。この生成物では、N2化合物のヘプチル鎖はトリメチルフェニル部分に置き換わり、2.19 (±0.43)のlog P値が得られる。合成経路は、化合物N2の経路と類似している。同一の反応スキームに従い、化合物N29 (単結合バージョン)が得られる。
【０１９９】
【化３３】
2013527849.tif 000036
【０２００】
あるいは、N30化合物は、リン酸の古典的なエステル化(スキーム5)を用いて、ナルシスタチン及び市販の3,4,5-トリメチルフェノールから開始して合成可能である。
【０２０１】
【化３４】
2013527849.tif 000037
【０２０２】
N29と称するN30の単結合バージョンを得るのに、同一経路が利用可能である。
【０２０３】
スキーム2及び3に従い、類似した方式で合成可能な化合物のさらに具体的な例は下記の通り:
【０２０４】
【化３５】
2013527849.tif 000038
【０２０５】
一般式IIの新規プロドラッグ(タイプIIプロドラッグとも呼ぶ)を合成するために、1つの合成法のみを用いた:開始天然物を過アセチル化(peracetylated)し、次にフェノール官能基の選択的脱保護を実施した。次に、保護されたリン酸エステル生成物を得るために、対応する亜リン酸塩をヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のフェノールとカップリングさせた。次に、所望の最終生成物を得るために酢酸官能基の脱保護を実施した。この合成は下記のように概略的に表される:
【０２０６】
【化３６】
2013527849.tif 000039
【０２０７】
R3に対する置換基として直鎖状のOC4H9アルキル基を有する、一般式(IIe)及び(IIf)に基づく化合物(N31)及び(N32)は、計算により求めた1.51 (±0.39)及び1.44 (±0.47)のlog P値を有する(Log P値は、http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.htmlにより計算される)。
【０２０８】
【化３７】
2013527849.tif 000040
【０２０９】
R3に対する置換基としてO-フェニル基を有する一般式(IIg)及び(IIh)に基づく化合物(N33)及び(N34)、は、計算により求めた2.13 (±0.44)及び2.08 (±0.38)のlog P値を有する(Log P値は、http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.htmlにより計算される)。
【０２１０】
【化３８】
2013527849.tif 000041
【０２１１】
(実施例2)
脳腫瘍に対する新規の化学療法的武器としてのヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体
ヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体のin vivo抗癌効果が、全米癌研究所(NCI)により、様々なマウス及びヒト癌モデルを用いて実施された非常に多くの試験(ナルシクラシンについて11試験、及びパンクラチスタチンについて10試験)で評価されている(NCIデータベース)。結果に注目すると、ナルシクラシンの場合、顕著な抗癌効果(>25%の腫瘍サイズの低下、又は>25%の生存期間の増加)は、齧歯類における1mg/kgよりも高い用量のために実際には有毒となる、慢性用量によってのみ実現可能と思われる(Ingrassia L et al.、J Med Chem 2009年、第52巻、1100〜14頁)。NCIが報告したすべての試験(すなわち、NCIデータベースより入手可能)では、腫瘍は皮下、腹腔内、又は腎臓内に移植され、頭蓋骨内腫瘍モデルで実施された試験は1つも無かった。さらに、ヒトを対象とした腹腔内投与経路は、卵巣癌の場合に限り腫瘍学分野においてシスプラチン投与を対象としてFDAにより承認を受けていることから、治療投与経路は、主に臨床的に転位性(clinically transposable)ではない腹腔内であった。
【０２１２】
本発明者らは、同所的に直接ヌードマウスの脳内に移植した2つのヒト神経膠芽腫(原発性脳腫瘍)モデル(Hs683-モデル)を対象として、ナルシクラシンの抗癌効果を非毒性用量で評価した。興味深いことに、また思いがけずに、ナルシクラシンを連続5週間の期間中、週に1回又は2回1mg/kgで投与すると、ヒトグリオーマ患者の生存率に顕著な増加をもたらす現在FDAにより承認されている上記腫瘍のための化学療法薬のテモゾロミドに匹敵する顕著な治療ベネフィットをもたらした(Stupp R et al.、N Engl J Med 2005年、及びLancet Oncol 2009年) (図5; Lefranc F et al、Mol Cancer Ther 2009年)。齧歯類における1mg/kgの用量は、少なくとも何らの毒性も引き起こさずに、3週間の期間中、1週間に5回送達可能であることに留意されたい(Ingrasia L、J Med Chem.、2009年、第52巻、1100〜14頁)。本明細書で用いられる治療スケジュールは低めでさえあるが(1週間に5回ではなく、1週間に1又は2回の注射)、投与経路は静脈内又は経口であった。ナルシクラシンを経口投与した時の生物学的利用能は32%であると評価されたが、これは、Hs683モデルの場合、実際の投与される用量は0.32mg/kgほどに弱いことを意味する(Ingrassia I et al、J Med Chem.、2009年、第52巻:1100〜14頁)。いくつかの有望なNCI結果が、1mg/kgより高い用量で腹腔内又は皮下に投与したときに得られている。
【０２１３】
ヒガンバナ科イソカルボスチリルの作用機序は、新規標的すなわちeEF1 Aと関係しており、従ってテモゾロミド(オートファジー及びアポトーシスを引き起こすアルキル化剤(Kanzawa T et al.、Cell Death Differ 2004年、Roos WP et al、Oncogene 2007年))のものとは全く異なっているので、手術とこれに続く放射線療法及びテモゾロミドによる治療(すなわち標準治療)を受けた神経膠芽腫患者が再発した場合に、本発明者らは、特許請求の範囲で主張されたプロドラッグを使用するよう提案する。
【０２１４】
もちろん、感度が認められるまでテモゾロミドは後々十分であるので、本発明者らの目的は、テモゾロミドの抗癌効果を増強することではなく、現在利用可能な薬剤がもはや患者の助けとなり得ない脳腫瘍患者に、新規で完全に異なる治療武器(新規標的セクションを参照)を提供することである。
【０２１５】
本発明者らは、非小細胞肺癌モデル(NSCLC)においてナルシクラシンの抗癌効果についても試験した。ヒトNSCLC A549細胞をヌードマウスの肺に移植すると、その後同細胞は肺腫瘍を発症し、後に症例の80%で肝臓及び脳転移を引き起こす(Mathieu A et al、Cancer 2004年)。このモデルでは、ナルシクラシンは、動物の生存率について何らかの増加をもたらさなかったが、一方この癌種に対する参照薬であるタキソールは顕著であった(図6; Ingrassia I et al、J Med Chem.、2009年、第52巻、1100〜14頁)。これとは対照的に、あらゆる困難に対抗して、上記A549細胞を直接ヌードマウスの脳に移植すると、タキソールは無効となったのに対して、ナルシクラシンは、生存率のベネフィットに関して極めて顕著に有効であった(図6; Ingrassia I et al、J Med Chem.、2009年、第52巻、1100〜14頁)。
【０２１６】
同様に、ヒトメラノーマVM-21細胞を皮下移植した。この移植は、図7に示すように腫瘍形成及びさらなる肺転移を引き起こす。このモデルでも、やはりナルシクラシンは、FDAにより承認された唯一のメラノーマのための細胞傷害性の化学療法薬であるものの16%と非常に低い反応率を有することが公知のダカルバジンのベネフィットと類似した何らかの生存率ベネフィットをもたらすことはできなかった(Atallah E及びFlaherty L、Curr Treat Options Oncol 2005年)。VM-48細胞がヒトメラノーマの脳転移から単離された。本発明者らは、ヒトメラノーマの脳転移を模倣するために、上記細胞をその当初の環境、すなわち脳内に移植した(図7)。
【０２１７】
やはり、あらゆる困難に対抗して、ナルシクラシンを経静脈的に非毒性用量の1mg/kgで連続した3週間の期間中に週2回投与すると、動物の生存率に関してテモゾロミドによりもたらされる場合と類似した顕著な増加をもたらした(文献データは、テモゾロミドは、少なくとも転移性メラノーマ治療用のダカルバジンと同程度に有効であるが(Middelton MR et al、J Clin Oncol 2000年)、メラノーマの脳転移の場合に好ましいと考えられる(Raizer JJ et al、Neuro Oncol 2008年)ことを示唆する)。
【０２１８】
上記結果及び神経膠芽腫モデルにおけるこれまでの結果から、次のように仮定する、i)非毒性用量で脳腫瘍を退治するために、ナルシクラシン及びその他のヒガンバナ科イソカルボスチリル親油性プロドラッグを新規抗癌薬として開発すべきである、及びii)脳腫瘍におけるナルシクラシンに誘発された治療ベネフィットは、少なくとも部分的には、本発明者らが最近立証したナルシクラシンの標的、すなわちかかる腫瘍内では無秩序に発現しているeEF1Aと関連する。この問題に対して、本発明者らは、血液脳関門通過並びに脳内蓄積を強化するような、この化合物又は任意のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体の親油性プロドラッグを開発することにより、脳腫瘍に対するナルシクラシン活性を増強することを狙いとした。
【０２１９】
(実施例3)
脳内ナルシクラシン濃度の定量
ナルシクラシン濃度の簡単な定量を蛍光法により実施した。しかし複雑な液体及び臓器組織を対象として定量分析を行うために、再現性があり定量的な分析方法を開発した。この目的のために、定量質量スペクトル分析法を利用できるようにした(LC/MS-MS分析、Q-TOFF)。最初にナルシクラシン(図8)、そして内部標準(この場合サイトカラシンB;データ図示せず)について標準曲線を作成した。
【０２２０】
【表２】
2013527849.tif 000042
【０２２１】
生体試料、特に血漿性(plasmatic)試料を精製するのに固相抽出カラム(SPE)を用いた。このカラムは、N-ビニルピロリドン基による親水特性及びジビニルベンゼン基による親油特性(図9、中央)を特徴とするHLBシリカを含有する(図9)。従って、このカラムは、ナルシクラシン及び選択された内部標準(例えば、本明細書ではサイトカラシンB)を固定することができ、一方タンパク質はこれに続く洗浄により溶出する。試料を負荷する前に、カラムを活性化し(1mlのMeOH)、安定化し(1mlの水)なければならない。次に、固定化される化合物含有試料を注入する。
【０２２２】
【表３】
2013527849.tif 000043
【０２２３】
試料は、水とMeOHとの50:50混合物中に血漿、対象化合物(例えば、ナルシクラシン)、及び内部標準(例えば、サイトカラシンB)を含有する。本対象分子と血漿性タンパク質との間の結合を破壊するために、この調製物に1%のギ酸を添加した。
【０２２４】
ギ酸がt=0、t=30分、t=60分間作用するように放置して3回のインキュベーションについて評価した。試料をカラムに負荷し、化合物を透過及び固定化させた。5%のMeOH水溶液を用いて洗浄することによりタンパク質を溶出する。100%のMeOH溶液を用いて溶出することにより、化合物の回収物を得る。
【０２２５】
結果をTable 2(表3)に示す。
【０２２６】
この方法は、様々な臓器組織及び、特に齧歯類(マウス及び/又はラット)の脳内のヒガンバナ科イソカルボスチリル誘導体の含有量を定量するように構成され得る。臓器蓄積及び本発明の異なるプロドラッグの保持時間を評価するために、組織を細かく切断、洗浄、及び酵素消化して、血漿性試料の場合と類似した方法でさらに取り扱われる溶液を形成する。最初に、組織を対象とした方法の妥当性を確認するために、様々なナルシクラシン濃度により外因的に「汚染される」様々な臓器の新鮮な組織溶液を最初に調製して、方法の正確度を評価する。
【０２２７】
マウスは、1mg/kgのナルシクラシン又は本発明のプロドラッグの1つを、1から5回連続して静脈内注射を受ける、又は未治療のままとする。血液、脳、肺、肝臓、及び腎臓を最後に注射した後5分から30時間の期間を置いた後、収集する。1臓器当たり200mgを細かく切断し、ナルシクラシン測定用として調製し、そして血漿濃度と比較する。
【０２２８】
次に、ナルシクラシンと比較して本発明の異なるプロドラッグの抗腫瘍効果の効能を評価するために、同一の実験が、上記腫瘍細胞を移植されたマウスを対象に実施可能である。
【図１】
2013527849.tif 000056
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2013527849.tif 000069
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