(57)【要約】手術、化学療法及び放射線などの従来の癌治療法の効験を、ガレクチンに結合及び相互作用する治療物質の使用により、向上させる。本治療物質はアポトーシスを亢進することで、腫瘍細胞溶解性薬剤の有効性を増すことができる。また、それは血管形成を阻害することにより、腫瘍の成長及び／又は転移を調節することもできる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者における癌の治療の効果を向上させる方法であって、前記治療が化学療法、放射線療法、手術、及びこれらの組み合わせから成る群より選択され、前記方法が、
ガレクチンに結合する化合物を治療上有効量、前記患者に投与するステップと、
前記治療を前記患者に施術するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記ガレクチンが、前記患者の組織の細胞表面上に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記化合物がガレクチン-1又はガレクチン-3に結合する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記化合物が、側鎖を有するポリマ骨格を含み、前記側鎖が末端にガラクトース又はアラビノース単位を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記化合物が、ラムノース残基を途中に持つ、実質的にデメトキシル化したポリガラクツロン酸を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記化合物が糖質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記糖質が分岐糖質を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記化合物が改変ペクチンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記改変ペクチンがpH改変ペクチンを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記改変ペクチンが酵素改変ペクチンを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記改変ペクチンが熱改変ペクチンを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記改変ペクチンが改変シトラス・ペクチンを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記化合物が少なくとも300ダルトンの分子量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記化合物が300乃至2,000ダルトンの範囲の分子量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記改変ペクチンが1乃至50キロダルトンの範囲の分子量を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
前記改変ペクチンが1乃至15キロダルトンの範囲の分子量を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記改変ペクチンが約10キロダルトンの分子量を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１８】
前記化合物を前記患者に投与する前記ステップが、前記化合物を前記患者に注射するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記化合物を前記患者に投与する前記ステップが、前記化合物を前記患者に経口投与するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記化合物を前記患者に投与する前記ステップが、前記治療を前記患者に施術する前に前記化合物を投与するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記化合物を前記患者に投与する前記ステップが、前記治療を前記患者に施術した後に前記化合物を投与するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記化合物を前記治療と同時に投与する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は概略的には癌の治療のための方法及び物質に関する。より具体的には、本発明は癌治療の有効性を向上させる方法及び物質に関する。
【０００２】
発明の背景
従来の癌治療法は化学療法薬、放射線、及び手術の単独又は組み合わせた使用を含む。医療分野では前述の治療法に基づいた数多くの治療法が開発されてきた。本発明は、前述の治療法の有効性を向上させる働きをすることのできる特殊物質に関するものである。
【０００３】
ガレクチンは植物及び動物細胞で発現し、β-ガラクトシド糖に結合するタンパク質の一ファミリーである。これらのタンパク質は細胞表面上にも、細胞質内にも、また細胞外流体中にも見ることができる。これらはおおよそで２９乃至３４ｋＤの範囲の分子量を有し、またβ-ガラクトシド含有物質に対する親和性を有し、細胞遊走、細胞対細胞接着、血管形成、細胞融合及び他の細胞対細胞の相互作用や、免疫ベースの反応及びアポトーシスを含め、生物学的プロセスにおいて数多くの重要な役割を果たしていることが見出されている。こうしたことから、ガレクチンの役割は癌及び他の増殖性疾患に大変強く結び付けられている。前述の活性を示すガレクチンは数多くあるが、ガレクチン-3及びガレクチン-1が、癌に関与する細胞プロセスとの関連とが強く示唆されてきた。
【０００４】
ガレクチン-3は分子量が約30,000の糖結合タンパク質である。それは、コラーゲンの特徴であるGly-X-Yタンデム反復配列を含有するアミノ末端部分と、糖結合部位を含有するカルボキシル末端部分という、２つの異なる構造モチーフから成る。ガレクチン-3はほとんどすべての腫瘍に見つかり、β-ガラクトシド含有糖結合体に対する結合親和性を有する。ガレクチン-3は、細胞対細胞の相互作用を媒介することで、転移を助長する役割を果たしていると考えられている。ガレクチン-3を高発現している細胞は転移しやすく、化学療法又は放射線で誘導されたアポトーシスにより耐性であることが見出されている。また、ガレクチン-3は血管形成を促進する役割も担っていることが文献で報告されている。
【０００５】
ガレクチン-1は、14乃至15kDの大変良く保存されたホモ二量体であり、ガレクチンの中で最も豊富度の高いものの１つである。それは、接着、増殖、遊走及び分化といった細胞間相互作用に対して強い調節作用を発揮することが見出されているラミニンに結合する。この点で、ガレクチン-1は多種の細胞でこれらのプロセスに強く影響することが判明している。また数多くの細胞成長因子及びインターロイキンの分泌に関与していると考えられている。ガレクチン-1は数多くの癌細胞で大変高レベルで発現していることが見出されており、転移への関与も強く示唆されている。
【０００６】
本発明に従って、特定の治療物質がガレクチンに結合することで、他の糖質物質及び／又は細胞との相互作用に関してそれらを失活させることができることが判明した。具体的には、ガレクチン担持細胞を本発明の治療物質で処理すると、これらの細胞の他の細胞及び／又は生体分子との相互作用を阻害し、ひいては血管形成を阻害して、化学療法又は放射線などのアポトーシス誘導型治療法の効験を向上させることができることが、発見された。さらに、本物質は、細胞対細胞相互作用を阻害することで、細胞の外科的除去によりしばしば惹起される転移を阻害して、外科的治療の有効性を向上させることができる。
【０００７】
以下に詳述するように、本発明の物質は概略的には天然もしくは合成のポリマ及びオリゴマから成る。これらは毒性が大変低く、これまで使用されてきた癌治療法と相乗的に相互作用して、その有効性を向上させる。本発明を用いると、化学療法及び放射線など、毒性の可能性のある治療法の施術量を減らせるであろう。同様に、外科的療法の有効性は本発明の使用により高められる。例えば本発明の方法は術後の転移プロセスを阻害するよう作用するため、本発明を用いることにより、外科医は、突然の転移発生の可能性という制限を受けることなく、より侵襲的な外科的治療法を実施することができる。本発明のこれら及び他の長所を以下に解説する。
【０００８】
発明の簡単な説明
ここに、患者における癌治療の効験を向上させる方法を開示する。向上させようとする治療法は、化学療法、放射線治療、手術及びこれらの組み合わせを含むものでよい。本発明の方法は、ガレクチンに結合する化合物を治療上有効量、患者に投与するステップを含む。本化合物は、他の治療の前でも、後でも、又は同時に投与してもよい。
【０００９】
好適なクラスの本発明の治療物質は、側鎖を有するポリマ骨格を含むものである。当該側鎖は末端にガラクトース又はアラビノース単位を持つ。本物質は合成でも、天然でも、又は半合成のものでもよい。ある具体的な実施態様では、本治療化合物は、ラムノース残基を途中に持つ実質的にデメトキシル化したポリガラクツロン酸骨格を含むものである。
【００１０】
概略的には、本発明の物質は300ダルトンを越える分子量を有する。ある特定の物質群は300乃至2,000ダルトンの範囲の分子量を有する。本発明の物質がペクチンなどの複合糖質に基づく場合、好適な物質群は1乃至5キロダルトンの範囲の分子量を有するものである。本発明の治療物質は、治療しようとする特定の癌種、及び補助的治療法に応じて、経口でも、注射でも、経皮でも、又は局所的に投与してもよい。
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明では、化学療法、手術及び放射線などの従来の癌治療の有効性は、ガレクチンと相互作用する治療物質を用いると向上させることができると認識している。
【００１２】
ガレクチンはin vitroではガラクトース及び他のこのような単糖類に結合することが知られているが、これらの糖類は、in vivoではガレクチン媒介性細胞プロセスを調節する上では治療上、有効でない。憶測に縛られることを望む訳ではないが、本発明者は、比較的に小さな糖分子では、ガレクチンたんぱくの他の部分を持続的に遮断、活性化、抑制、又は相互作用できないのではないかと考える。従って、本発明の実施にとって好適な物質には、概略的には、活性ガレクチン結合糖部位を含有するが、単糖よりも幾分高い分子量を有するような分子が包含される。このような分子は好ましくは少なくとも300ダルトンの最小分子量を有し、そして最も典型的には300乃至2,000ダルトンの範囲の最小分子量を有するとよい。いくつかの特に好適な物質はさらに高い分子量範囲を有する。好適なクラスの治療物質には、ガラクトース又はアラビノースなどの糖を一個以上、側基に有するオリゴマ種又はポリマ種が包含される。前記オリゴマ又はポリマの骨格は合成でも、又は有機のものでもよい。この種類の物質が、引用をもってその開示をここに援用することとする米国特許(EX SN 09/750,726) に開示されている。このような物質は、好ましくは、300乃至50,000ダルトンの範囲の分子量を有し、ある１つの特定の物質は、ガラクトースを末端に持つ側鎖を、側基として持つセルロース骨格を含むものである。高分子量の糖質の分子量測定には固有の不確定性があり、測定される分子量は、用いる分子量測定法に幾分依存するであろうことは念頭に置かなければならない。ここに記載する分子量は粘度測定に基づくものであり、このような技術は当業で公知である。
【００１３】
この一般的なクラスに入る物質群の１つは、ラムノース残基を側基に有する、実質的にデメトキシル化したポリガラクツロン酸骨格を含むものである。この種類の物質では、骨格から延びた末端のガラクトース又はアラビノース単位がガレクチンたんぱくに結合すると考えられる。この分子の残りの本体は、免疫系応答を調節するこの化合物の作用を増強する。そして上述したように、本発明者は、憶測に縛られることを望む訳ではないが、この分子の残りの本体がガレクチンたんぱくの残りの部分と相互作用する、及び／又は、それに対する糖部分の結合を延長する、と考える。この種類の物質を下の式Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩに解説するが、この一般式の化合物のさらに他の変異体も、本発明の原則に従って調製及び使用できるであろうことは理解されたい。
【００１４】
【化１】
2004535430.tif 000002
【００１５】
但し上の式においてn≧１。
【００１６】
【化２】
2004535430.tif 000003
【００１７】
但し上の式においてn≧１。
【００１８】
【化３】
2004535430.tif 000004
【００１９】
但し上の式においてn≧１。
【００２０】
ペクチンは、多数の分岐側鎖を側基に持つポリガラクツロン酸骨格から成る高度に分岐した構造を有する複合糖質である。この分岐により、「スムース」と「ヘアリー」に特徴付けられる領域が生じている。ペクチンは、様々な化学的、酵素的又は物理的処理で改変してこの分子をより小型に分割し、分岐が減少したラムノース残基の側鎖を持つ、より直線状の、実質的にデメトキシル化したポリガラクツロン酸骨格をもつ部分にできることが、見出されている。この物質は当業で改変ペクチンとして公知であり、この種類のガレクチン遮断物質は手術、化学療法又は放射線と併用されたことはないが、癌を治療する上でのその効験が確立されている。
【００２１】
その開示を引用をもってここに援用することとする米国特許第5,895,784号では、改変ペクチン物質、それらの調製技術、及び多種の癌の治療としての該物質の使用法が解説されている。前記'784 号特許の物質は、ペクチンを溶液に入れ、計画的に変更される一連のpHに暴露してこの分子を分解し、治療上有効な改変ペクチンにする、といったpHベースの改変法により調製される、と解説されている。この'784号特許の物質はシトラス・ペクチンから調製されることが最も好ましいが、例えばリンゴ・ペクチン等、他の源から得られるペクチン開始材料からも改変ペクチンを調製してよいことは理解されたい。また、改変プロセスは、ペクチンの酵素処理や、又は、加熱などの物理的プロセスによって、行ってもよい。改変ペクチン及びそれらの調製方法や使用に関する更なる開示は、その開示を引用をもってここに援用することとする米国特許第5,834,442号及び米国特許出願第08/024,487号にも開示されている。この種類の改変ペクチンは一般に1乃至50キロダルトンの範囲の分子量を有するが、このような物質の好適な群は、1乃至15キロダルトンの範囲の平均分子量を有するものであり、特に約10キロダルトンの分子量を有する物質群が好ましい。
【００２２】
従来技術で開示されたように、このような改変ペクチン物質は多種の癌に対して治療効果を有する。これらの物質は、ガレクチン-1及びガレクチン-3を含むガレクチンと相互作用し、その意味で、免疫ベースの疾患に対しても効果を有する。本発明によれば、従来の癌治療の効果は、ガレクチンと相互作用するペクチン物質及び他の物質の使用により、向上する。これらの物質は経口投与してもよいが、又は、静脈注射、又は、例えば腫瘍部位への注射など、罹患組織への直接注射によっても、投与してよい。場合によっては、本物質を、手術実施時に局所的に用いてもよい。さらに、例えば経皮送達系、吸入、皮下移植等の他の手法を用いてもよい。
【００２３】
ガンマ線や粒子線を含む癌のための放射線治療や、腫瘍の化学療法薬は細胞傷害性があり、癌を治療する上でのそれらの有効性は、癌細胞は通常、それらの急速な代謝のために、又は、正常細胞が用いないような生化学経路を用いているために、正常細胞よりもこのような細胞傷害性治療に対してより感受性がある、という事実に基づいている。これらの治療法は、アポトーシスとも呼ばれるプログラムされた細胞死を活性化することにより、それらの細胞傷害性をもたらすと考えられる。細胞は致命的なレベルの損傷を受けたときにアポトーシスを起こす。アポトーシス性及び抗アポトーシス性の間で細胞内シグナル伝達経路の活性化のバランスがとれていることが、アポトーシスを起こすかどうか、又は、内部修復を試みるか、という細胞の決定にとって重要である。ガレクチン、特にガレクチン-3が、アポトーシス耐性及び腫瘍の進行の両者に関与していることが実証されている。
【００２４】
ガレクチン-3は、シスプラチン、ゲニステイン等の腫瘍治療材で処理された細胞でのアポトーシスの阻害に関与していると示唆されている。ゲニステインは検出可能な細胞周期の停止を起こすことなくアポトーシスを効果的に誘導することが、検出可能なレベルのガレクチン-3を発現しないヒト乳房上皮細胞系を含むBT549細胞において、見出されている。しかしながら、ガレクチン-3をトランスフェクトしたBT549細胞をゲニステインで処理すると、G(2)/M相での細胞周期停止が起きて、アポトーシスの誘導は行われない（Lin et al. Galectin-3 mediates genistein-induced G(2)/M arrest and inhibits apoptosis.Carcinogetlesis 2000  Nov.; 21 (11): 1941-5）。さらに、BT549細胞はアノイキス（原語：anoikis）を起こすが、ガレクチン-3過剰発現性BT549細胞は、検出可能な細胞死を起こすことなく、G1停止により誘導される細胞接着の消失に応答することが見出されている。さらにいくつかの研究で、ガレクチン-3が、転移中の循環系で内転移しつつある癌細胞の足場非依存的細胞生存の重要な決定因子であると示されている(Kim et al. Cell cycle arrest and inhibition of anoikis by galectin-3 in human breast epithelial cells.Cancer Res. 1999 Aug. 15 ; 59 (16): 4148-54)。
【００２５】
さらにガレクチン-3は、細胞対細胞、及び、細胞対マトリックスの相互作用を抑えることにより、アポトーシスから細胞を保護することが示されており、また、腫瘍の進行及び転移に関与していることも示されている。ガレクチン-3をトランスフェクトしたヒト乳房癌細胞を、ガレクチン-3を発現しないそれらの親細胞株に比較すると、この過剰発現細胞では：（１）直接、及び／又は、特定のインテグリンの発現増加を介して、の両方を通じて起きる、ラミニン、フィブロネクチン及びビトロネクチンへの接着が有意に向上していること、またこの細胞は（２）癌の伝播に関連する細胞骨格因子、即ちミクロフィラメント、のリモデリングも示したこと；そして（３）サイトカイン及び放射線などの様々なアポトーシス性刺激への暴露時に生存率が向上すること、が見られる(Matarrese et al. Galectin-3overexpression protects from apoptosis by improving cell adhesion properties. Int.J Cancer 2000 Feb. 15; 85 (4):545-54)。
【００２６】
血管形成を促進する上でのガレクチンの役割も示されている。原発腫瘍が成長又は転移するためには、この腫瘍細胞に栄養を与え、支援する血管を形成するよう、内皮細胞に命令する化学的情報を、この細胞は放出に違いないことが知られている。さらにガレクチンは転移及び血管形成のプロセスに関与していることが証明されている。ガレクチン-3は、走化性及び形態に影響し、in vitroではIIUV-EC-Cの毛管形成、そしてin vivoでは血管形成を刺激することが示されている。内皮細胞形態発生は、特定の糖及び抗体により中和される糖質依存的プロセスである。これらの発見は、内皮細胞表面の糖質認識という事象が、内皮細胞の分化及び血管形成につながるシグナル伝達カスケードを誘導している可能性を示している(Nangia-Makker et al. Galectin-3 induces endothelial cell morphogenesis and angiogenesis.Am. J ; Pathol. 2000 Mar. ; 156 (3): 899-909)。本発明の物質は、ガレクチンと相互作用して血管形成を阻害することが実証されている。
【００２７】
明らかに、ガレクチン全般や、特にガレクチン-3は、癌細胞の成長及び増殖に対し、多様かつ大変大きな影響を持つことが示されている。さらに、ガレクチンの活性を遮断又は中和する化合物は、血管形成を阻害し、アポトーシスを促進する。従って、このような物質は、腫瘍細胞溶解型の治療の効果を向上するであろう。さらに、このような物質は、血管形成及び／又は転移を強く阻害することが示されており、従ってこれらの物質は、腫瘍部位の外科的破壊で誘導される転移発生を防ぐ又は最小限にするだろう。
【００２８】
本発明に従うと、ガレクチン結合性治療物質を、手術、放射線又は化学療法などの従来の治療と併用して患者に投与する。腫瘍又は非癌性細胞中のガレクチンと相互作用かつ結合するために充分な時間があるように、本物質を従来の治療法の施術前に投与することが最も好ましい。癌及び治療法の性質に応じ、ガレクチン結合性治療物質の投与を、他の治療の施術中、及び／又は、施術後に、続行してもよい。ガレクチン結合性物質の投与は、一回の用量にして行っても、又は、複数回の用量にして行ってもよい。場合によっては、本治療物質の投与を、従来の治療法の少なくとも数日前に開始する。他の場合では、従来の治療法の施術直前又は施術時のいずれかに、投与を開始する。場合によっては、とくに外科的治療法の場合では、本糖質物質を、当該治療法の施術前、施術中及び施術後の両方で適宜投与してもよい。
【００２９】
前述の議論は主に、改変ペクチン物質や、ガレクチン-1及び3と相互作用する物質に関するものであるが、他のガレクチンも多種の癌の進行に関与していることが知られており、改変ペクチン物質や上に論じた他の治療物質の両者とも、ガレクチンと相互作用することを理解されたい。従って、他の物質及び方法を、本発明の実施に利用してもよい。前記の議論及び解説は特定の実施態様を描出したものであるが、その実施にあたった限定を意図してはいない。あらゆる同等物を含め、以下の請求の範囲が、本発明を定義するものである。
【国際公開パンフレット】
2004535430.tif 000005
2004535430.tif 000006
2004535430.tif 000007
2004535430.tif 000008
2004535430.tif 000009
2004535430.tif 000010
2004535430.tif 000011
2004535430.tif 000012
2004535430.tif 000013
2004535430.tif 000014
2004535430.tif 000015
2004535430.tif 000016
2004535430.tif 000017
2004535430.tif 000018
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004535430.tif 000019
【国際調査報告】
2004535430.tif 000020
2004535430.tif 000021