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JP2015534571A - 関節の疾患の診断、予防及び治療 - Google Patents

関節の疾患の診断、予防及び治療 Download PDF

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Abstract

本発明は、関節の疾患の治療、予防及び/又は診断における使用のための、ポリマープロドラッグ、並びに、前記ポリマープロドラッグを含む医薬組成物及び医療機器に関する。【選択図】なし

Description

関節の疾患は、脚や指の動きに大きな影響を与え得るので、患者にかなりの負担を課す。よく見られる関節の疾患は、関節症であり、その一形態が、関節炎である。100以上の異なる形態の関節炎が知られている。最もよく見られる形態は、変形性関節疾患である骨関節炎であり、それは、関節への外傷、関節の感染、又は加齢によって生じ得る。他の関節炎の形態は、リウマチ性関節炎、乾癬性関節炎、及び関連する自己免疫疾患である。化膿性関節炎は、関節の感染によって引き起こされる。
関節症患者は、長く続くことが多く、患った関節に局在する可能性がある関節痛に苦しむ。患った関節において、疼痛は、関節の周辺又は内部に生じる炎症、疾患による関節への損傷、日々の関節の摩耗、こわばった痛い関節に対する強い動きにより引き起こされる筋挫傷、及び疲労によって発生し得る。
米国において、関節炎は、身体障害の最もよく見られる原因であり、2000万人以上の患者が、日常生活での制限を経験している。関節炎患者の欠勤及び度重なる医師への受診は、$1000億に近いと推測される相当なコストをもたらし、そのうち約50%が、収入の損失による。
関節症の多くの形態は、治癒させることができず、正確な治療は、関節疾患の具体的なタイプに依存する。治療は、理学療法、生活様式の変更、整形外科的装具、薬物療法、及び、時には人工関節置換術を含む。薬物療法は、関節の炎症を減らすのに役立つ可能性があり、それにより、疼痛が軽減する。さらに、炎症を減らすことにより、関節の損傷を遅らせることができる。
関節症には、適切な薬物の全身的投与若しくは局所的投与、又は全身的投与及び局所的投与の組み合わせによって対処することができる。リウマチ性関節炎の治療に使用される全身薬の例は、エタネルセプト(Enbrel)及びインフリキシマブ(Remicade)、又はメトトレキセートである。
局所的治療の例は、患った関節へのコルチゾン注射である。薬物の関節への局所的投与は、多くの理由で好ましい。全身的な副作用を抑制、又は完全に回避することができ、患部での治療濃度がはるかに容易に実現される。残念なことだが、関節に注射される薬物の流出が非常に多く、滑膜吸収排導(synovial clearance)の結果、1日以内に関節領域から薬物が除去される可能性がある。
例えば、IL-1raの関節への注射は、骨関節炎の症状を大幅に軽減しないこと(Chevalierら、J. Rheumatol 32 (2005)1317〜23)、及び、見られた有効性の低さは、滑膜におけるIL-1raの短い半減期と関係すること(Richetteら、J Rheumatol 35 (2008)1650〜4)が分かっている。
結果的に、治療有効性が大きく低下し、頻繁な反復投与が必要となり、それは、難題をもたらしている。なぜなら、関節への注射は、患者にとっても、投与を行う医療従事者にとっても面倒な手順であるからである。
関節の疾患を治療するために、デポー製剤又は遺伝子治療など、局所的に治療薬を長く送達するために様々な手法が試験されている。しかし、そのような送達システムの試験において、かなりの挫折が経験されている。小容積の投与における障害が依然として残る。なぜなら、関節内注射できる関節空間が、たった1ml以下の滑液しか保持することができないからである。同じ理由により、注射物質の粘度及び針のサイズの両方が、関節の小さな空間への注射の要件に合わなければならない。さらに、疾患修飾薬の時間-作用プロファイルの効率的な制御が実現されなければならない。
Chevalierら、J. Rheumatol 32 (2005)1317〜23 Richetteら、J Rheumatol 35 (2008)1650〜4
上記を考慮して、少なくとも部分的にこれらの欠点を克服する投与の形態を実現するニーズが存在する。
この目的は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための、ポリマープロドラッグ及び/又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物によって達成される。
好ましいのは、関節の疾患の予防及び/又は治療である。
本発明は、さらに、関節内注射のための使用のためのポリマープロドラッグ及び/又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物に関する。
本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における関節内注射のための使用のためのポリマープロドラッグ及び/又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物にも関する。
驚くべきことに、ポリマープロドラッグは、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療に有益である長続きするデポー剤となることが見いだされた。このようなポリマープロドラッグは、それらの中で担体がポリマーであり、それに対して生物活性部分が可逆性プロドラッグリンカーを介して結合している担体結合プロドラッグであり、これらの生物活性部分が、薬物の形態のポリマープロドラッグから放出される。
本発明は、関節の疾患を予防、診断及び/又は治療する方法にも関し、該方法は、それを必要とする患者に治療有効量の本発明のポリマープロドラッグ又は医薬組成物を投与するステップを含む。
薬物が長期間にわたって治療有効濃度で放出されるので、薬物の濃度過剰は回避される。
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ10cを関節内注射した後の血漿中デキサメタゾン濃度の図である。
本発明において、用語は以下の意味で使用される。
本明細書で使用される「関節の疾患」は、哺乳動物の1つ以上の関節に影響を与える任意の疾患、状態又は病気である。
用語「関節内注射」は、関節への注射を意味する。関節内投与される関節の種類は、線維性関節、軟骨性関節、及び滑膜性関節である。解剖学的には、本発明に従った関節内投与に適した関節は、手の関節、肘関節、手首の関節、腋関節、胸鎖関節、脊椎関節、顎関節、仙腸関節、股関節、膝関節、足関節である。
本発明のポリマーデポー剤の投与は、単関節又は多関節において行うことができ、すなわち、注射は、1つの又は2つ以上の関節で行うことができる。
本明細書で使用される用語「ヒドロゲル」は、共有化学架橋の存在により不溶性である、ホモポリマー又はコポリマーからなる親水性又は両親媒性ポリマー網目を意味する。架橋は、網目構造及び物理的完全性をもたらす。ヒドロゲルは、水性媒体中でヒドロゲルを膨潤させる、水との熱力学的適合性を示す。
本明細書で使用される用語「試薬」は、別の試薬又は部分の官能基と反応する少なくとも1種の官能基を含む、化合物を意味する。
本明細書で使用される用語「バックボーン試薬」は、ヒドロゲルを形成するための出発原料として適した試薬を意味する。本明細書で使用される場合、バックボーン試薬は、好ましくは、生分解性結合を含まない。バックボーン試薬は、2つ以上の他の部分に結合する原子又は部分を意味する「分岐コア」を含むことができる。
本明細書で使用される用語「架橋試薬」は、バックボーン試薬を架橋するための出発原料として適している、直鎖又は分岐試薬を意味する。好ましくは、架橋試薬は、直鎖化合物である。架橋試薬は、少なくとも2つの生分解性結合を含む。
本明細書で使用される用語「部分」は、分子の一部を意味し、対応する試薬に比べて1個以上の原子を欠いている。例えば、式「H-X-H」の試薬が、別の試薬と反応し、反応生成物の一部になる場合、反応生成物の対応する部分は、構造「H-X-」又は「-X-」を有し、各「-」は、別の部分への結合を示す。従って、生物活性部分は、薬物としてプロドラッグから放出される。
従って、語句「結合した形態の」は、試薬の対応部分を指して使用される。すなわち、「結合した形態のリジン」は、リジン試薬の1個以上の原子を欠き、分子の一部であるリジン部分を意味する。
本明細書で使用される用語「官能基」は、他の官能基と反応できる原子団を意味する。官能基としては、それらに限定されないが、以下の基、すなわち、カルボン酸(-(C=O)OH)、1級又は2級アミン(-NH2、-NH-)、マレイミド、チオール(-SH)、スルホン酸(-(O=S=O)OH)、カーボネート、カルバメート(-O(C=O)N<)、ヒドロキシ(-OH)、アルデヒド(-(C=O)H)、ケトン(-(C=O)-)、ヒドラジン(>N-N<)、イソシアネート、イソチオシアネート、リン酸(-O(P=O)OHOH)、ホスホン酸(-O(P=O)OHH)、ハロアセチル、アルキルハライド、アクリロイル、フッ化アリール、ヒドロキシルアミン、ジスルフィド、ビニルスルホン、ビニルケトン、ジアゾアルカン、オキシラン及びアジリジンが含まれる。
化学官能基が、別の官能基に結合する場合、得られる化学構造は、「結合(linkage)」と呼ばれる。例えば、アミン基のカルボキシル基との反応は、アミド結合をもたらす。
本明細書で使用される用語「活性化官能基」は、活性化基と結合している官能基、即ち、官能基が活性化試薬と反応したことを意味する。好ましい活性化官能基には、限定はされないが、活性化エステル基、活性化カルバメート基、活性化カーボネート基及び活性化チオカーボネート基が含まれる。好ましい活性化基は、式(f-i)から(f-vi)から選択される
(式中、
破線は、分子の残りとの結合を示し、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)。
従って、好ましい活性化エステルは、式
-(C=O)-XF
(式中、
XFは、式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)及び(f-vi)から選択される)を有する。
従って、好ましい活性化カルバメートは、式
-N-(C=O)-XF
(式中、
XFは、式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)及び(f-vi)から選択される)を有する。
従って、好ましい活性化カーボネートは、式
-O-(C=O)-XF
(式中、
XFは、式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)及び(f-vi)から選択される)を有する。
従って、好ましい活性化チオエステルは、式
-S-(C=O)-XF
(式中、
XFは、式(f-i)、(f-ii)、(f-iii)、(f-iv)、(f-v)及び(f-vi)から選択される)を有する。
従って、「活性化末端官能基」は、部分又は分子の末端に局在化された活性化官能基である、即ち、末端の活性化官能基である。
本明細書で使用される用語「キャッピング基」は、官能基と不可逆的すなわち永続的に結合し、それを他の試薬又は部分の官能基と反応できなくさせる部分を意味する。
本明細書で使用される用語「保護基」は、官能基と可逆的に結合し、それを例えば別の官能基と反応できなくさせる部分を意味する。好適なアルコール(-OH)保護基は、例えば、アセチル、ベンゾイル、ベンジル、β-メトキシエトキシメチルエーテル、ジメトキシトリチル、メトキシメチルエーテル、メトキシトリチル、p-メトキシベンジルエーテル、メチルチオメチルエーテル、ピバロイル、テトラヒドロピラニル、トリチル、トリメチルシリル、tert-ブチルジメチルシリル、トリイソプロピルシリルオキシメチル、トリイソプロピルシリルエーテル、メチルエーテル、及びエトキシエチルエーテルである。好適なアミン保護基は、例えば、カルボベンジルオキシ、p-メトキシベンジルカルボニル、tert-ブチルオキシカルボニル、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル、アセチル、ベンジル、カルバメート、p-メトキシベンジル、3,4-ジメトキシベンジル、p-メトキシフェニル、及びトシルである。好適なカルボニル保護基は、例えば、アセタール及びケタール、アシラール、及びジチアンである。好適なカルボン酸保護基は、例えば、メチルエステル、ベンジルエステル、tert-ブチルエステル、2,6-ジメチルフェノール、2,6-ジイソプロピルフェノール、2,6.-ジ-tert-ブチルフェノール、シリルエステル、オルトエステル、及びオキサゾリンである。好適なリン酸保護基は、例えば、2-シアノエチル及びメチルである。
本明細書で使用される用語「後処理」及び「後処理すること」は、化学反応、特に重合の生成物を単離及び精製するのに必要な一連の操作を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「ポリマー」とは、繰り返し構造単位を含む分子、すなわち直鎖、環状、分岐、架橋、若しくは樹状、又はそれらを組み合わせた化学結合によって結合しているモノマーを意味し、合成由来若しくは生物由来、又はそれらの両方の組み合わせであってもよい。ポリマーは、例えば、官能基又はキャッピング部分も含み得ることが理解される。好ましくは、ポリマーは、少なくとも0.5kDaの分子量、例えば少なくとも1kDaの分子量、少なくとも2kDaの分子量、少なくとも3kDaの分子量、又は少なくとも5kDaの分子量を有する。
本明細書で使用する場合、用語「ポリマー状の」とは、1つ以上のポリマーを含む試薬又は部分を意味する。
当業者は、重合反応から得られた重合生成物は、必ずしもすべて同じ分子量を有しているわけではないが、分子量分布を示すことを理解している。したがって、本明細書で使用されるポリマーにおける、分子量範囲、分子量、ポリマー中のモノマー数の範囲、及びモノマーの数とは、数平均分子量及びモノマーの数平均を指す。本明細書で使用する場合、用語「数平均分子量」とは、個々のポリマーの分子量の通例の相加平均を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「重合」又は「重合する」とは、化学反応中のモノマー又はマクロモノマー試薬が反応して、ヒドロゲルを含む(これには限定されない)ポリマー鎖又はネットワークを形成する過程を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「マクロモノマー」とは、モノマー試薬の重合から得られた分子を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「縮合重合」又は「縮合反応」とは、2つの試薬の官能基が反応して、単一分子、すなわち反応生成物が形成され、低分子量分子、例えば水が放出される、化学反応を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「懸濁重合」とは、モノマー試薬が第1溶媒中で溶解して、第2溶媒中で乳化している分散相を形成して、連続相を形成する、不均一及び/又は二相重合反応を意味する。本発明では、モノマー試薬は、少なくとも1種のバックボーン試薬及び少なくとも1種の架橋試薬である。第1溶媒とモノマー試薬の両方が、第2溶媒に可溶ではない。こうしたエマルションは、撹拌、振とう、超音波暴露、又はMicrosieve(商標)乳化により、より好ましくは撹拌又はMicrosieve(商標)乳化により、より好ましくは撹拌により形成される。このエマルションは、適切な乳化剤により安定化する。重合は、第1溶媒に可溶な開始剤として塩基を追加することによって開始される。開始剤として適切な一般に公知の塩基は、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)などの三級塩基とすることができる。
本明細書で使用する場合、用語「不活性な」とは、化学的な反応性を示さない部分を指し、すなわち他の部分又は試薬と反応しないものである。当業者は、用語「不活性な」とは、それ自体が官能基の存在を排除するものではないことを理解するが、不活性部分中に潜在的に存在している官能基は、例えば後の反応において、不活性部分と接触する部分/試薬の官能基とは反応性を示さないものと理解する。特に、不活性部分ZはAx0若しくはAx2と反応しないか、又は、例えば、本発明のヒドロゲル結合プロドラッグを得るための本発明のヒドロゲルに共有結合によりコンジュゲートされ得る、可逆性プロドラッグリンカー試薬、薬物、可逆性プロドラッグリンカー部分-生物活性部分コンジュゲート試薬、若しくはスペーサー試薬中に存在している官能基とは反応しない。
本明細書で使用する場合、用語「非混和性」とは、2種の物質が混合して均一な混合物を形成することができない、特性を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「ポリアミン」とは、2つ以上のアミン(-NH-及び/又は-NH2)、例えば2〜64個のアミン、4〜48個のアミン、6〜32個のアミン、8〜24個のアミン、10〜16個のアミンを含む、試薬又は部分を意味する。特に好ましいポリアミンは、2〜32個のアミンを含む。
本明細書で使用する場合、部分又は試薬に関する、「少なくともX%のPEGを含む、PEGベースの」という用語は、前記部分又は試薬が、少なくともX%(w/w)のエチレングリコール単位(-CH2CH2O-)を含んでおり、この場合、エチレングリコール単位は、ブロック、交互に配列し得るか、又は該部分若しくは試薬内にランダムに分布することができ、好ましくは前記部分又は試薬のエチレングリコール単位がすべて、1つのブロック中に存在しており、PEGベースの部分又は試薬の残りの重量百分率は、以下の置換基及び結合からとりわけ選択される他の部分であることを意味する。
・C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、C2〜50アルキニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、及びテトラリニル、並びに
・以下を含む基から選択される結合
(式中、
破線は、部分又は試薬の残りに結合していることを示しており、
R1及びR1aは、互いに独立して、H及びC1〜6アルキルから選択される)。
本明細書で理解される用語「ヒアルロン酸ベースの」は、本発明によるヒドロゲルにおけるヒアルロン酸鎖の質量比が、本発明によるヒドロゲルの合計重量に対して、少なくとも10重量%、好ましくは、少なくとも20重量%、さらにより好ましくは、少なくとも25重量%であることを意味する。残りは、他のポリマーで構成されていてもよい。
本明細書で使用する場合、用語「C1〜4アルキル」とは、単独又は組み合わせて、1〜4個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基を意味する。分子の末端に存在している場合、直鎖及び分岐C1〜4アルキル基の例は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、及びtert-ブチルである。一分子の2つの部分がC1〜4アルキル基により連結されている場合、そのようなC1〜4アルキル基に関する例は、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(C2H5)-、-C(CH3)2-、-CH2-CH2-CH2-CH2-、及び-CH2-CH2-CH2(CH3)-である。C1〜4アルキル基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。
本明細書で使用する場合、用語「C1〜6アルキル」とは、単独又は組み合わせて、1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基を意味する。分子の末端に存在している場合、直鎖及び分岐C1〜6アルキル基の例は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、2-メチルブチル、2,2-ジメチルプロピル、n-ヘキシル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、2,2-ジメチルブチル、2,3-ジメチルブチル、及び3,3-ジメチルプロピルである。一分子の2つの部分がC1〜6アルキル基により連結されている場合、そのようなC1〜6アルキル基に関する例は、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(C2H5)-、及び-C(CH3)2-である。C1〜6アルキル基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。
同じように、本明細書で使用する場合、用語「C1〜20アルキル」とは、単独又は組み合わせて、1〜20個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基を意味する。用語「C8〜18アルキル」とは、単独又は組み合わせて、8〜18個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基を意味する。同じように、本明細書で使用する場合、用語「C1〜50アルキル」とは、単独又は組み合わせて、1〜50個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基を意味する。C1〜20アルキル基、C8〜18アルキル基、及びC1〜50アルキル基の各水素原子は、置換基によって置換されていてもよい。各場合において、このアルキル基は、分子の末端に存在していてもよく、又は一分子の2つの部分が、このアルキル基により連結されていてもよい。
本明細書で使用する場合、用語「C2〜6アルケニル」とは、単独又は組み合わせて、2〜6個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含む直鎖又は分岐炭化水素部分を意味する。分子の末端に存在している場合、例は、-CH=CH2、-CH=CH-CH3、-CH2-CH=CH2、-CH=CHCH2-CH3、及び-CH=CH-CH=CH2である。一分子の2つの部分がC2〜6アルケニル基により連結されている場合、そのようなC2〜6アルケニルに関する例は、-CH=CH-である。C2〜6アルケニル基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。場合により、1つ以上の三重結合が出現してもよい。
同じように、本明細書で使用する場合、用語「C2〜20アルケニル」とは、単独又は組み合わせて、2〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含む直鎖又は分岐炭化水素残基を意味する。用語「C2〜50アルケニル」とは、単独又は組み合わせて、2〜50個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含む直鎖又は分岐炭化水素残基を意味する。分子の末端に存在している場合、例は、-CH=CH2、-CH=CH-CH3、-CH2-CH=CH2、-CH=CHCH2-CH3、及び-CH=CH-CH=CH2である。一分子の2つの部分がアルケニル基によって連結されている場合、例は、例えば-CH=CH-である。C2〜20アルケニル基又はC2〜50アルケニル基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。場合により、1つ以上の三重結合が出現してもよい。
本明細書で使用する場合、用語「C2〜6アルキニル」とは、単独又は組み合わせて、2〜6個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を含む、直鎖又は分岐炭化水素残基を意味する。分子の末端に存在している場合、例は、-C≡CH、-CH2-C≡CH、CH2-CH2-C≡CH、及びCH2-C≡C-CH3である。一分子の2つの部分が、アルキニル基によって連結されている場合、例は、-C≡C-である。C2〜6アルキニル基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。場合により、1つ以上の二重結合が出現してもよい。
同じように、本明細書で使用する場合、用語「C2〜20アルキニル」とは、単独又は組み合わせて、2〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を含む直鎖又は分岐炭化水素残基を意味しており、「C2〜50アルキニル」とは、単独又は組み合わせて、2〜50個の炭素原子を有する少なくとも1つの炭素-炭素三重結合を含む直鎖又は分岐炭化水素残基を意味する。分子の末端に存在している場合、例は、-C≡CH、-CH2-C≡CH、CH2-CH2-C≡CH、及びCH2-C≡C-CH3である。一分子の2つの部分が、アルキニル基によって連結されている場合、例は、-C≡C-である。C2〜20アルキニル基又はC2〜50アルキニル基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。場合により、1つ以上の二重結合が出現してもよい。
本明細書で使用する場合、用語「C3〜8シクロアルキル」又は「C3〜8シクロアルキル環」とは、3〜8個の炭素原子を有する環状アルキル鎖を意味しており、飽和又は不飽和であってもよく、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、シクロオクチルである。シクロアルキル炭素の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。用語「C3〜8シクロアルキル」又は「C3〜8シクロアルキル環」はまた、ノルボルナン又はノルボルネンのような架橋二環も含む。同じように、「C3〜5シクロアルキル」とは、3〜5個の炭素原子を有するシクロアルキルを意味し、C3〜10シクロアルキルは、3〜10個の炭素原子を有する。
同じように、本明細書で使用する場合、用語「C3〜10シクロアルキル」とは、3〜10個の炭素原子を有する炭素環状環系を意味し、飽和又は不飽和であってもよく、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルである。用語「C3〜10シクロアルキル」にはまた、少なくとも一部が飽和の炭素単環及び炭素二環も含まれる。
本明細書で使用する場合、用語「ハロゲン」とは、フルオロ、クロロ、ブロモ、又はヨードを意味する。特に好ましいのは、フルオロ又はクロロである。
本明細書で使用する場合、用語「4〜7員のヘテロシクリル」又は「4〜7員の複素環」とは、最大数までの二重結合を含有してもよい（完全に飽和、部分的に飽和又は不飽和の芳香族環又は非芳香族環）、4、5、6又は7個の環原子を有する環であって、少なくとも1個から最大4個の環原子が硫黄(-S(O)-、-S(O)2-を含む)、酸素及び窒素(=N(O)-を含む)からなる群から選択されるヘテロ原子によって置換されており、且つこの環が炭素原子又は窒素原子を介して分子の残りに結合している環を意味する。4〜7員の複素環の例には、以下に限定されないが、アゼチジン、オキセタン、チエタン、フラン、チオフェン、ピロール、ピロリン、イミダゾール、イミダゾリン、ピラゾール、ピラゾリン、オキサゾール、オキサゾリン、イソオキサゾール、イソオキサゾリン、チアゾール、チアゾリン、イソチアゾール、イソチアゾリン、チアジアゾール、チアジアゾリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフェン、ピロリジン、イミダゾリジン、ピラゾリジン、オキサゾリジン、イソオキサゾリジン、チアゾリジン、イソチアゾリジン、チアジアゾリジン、スルホラン、ピラン、ジヒドロピラン、テトラヒドロピラン、イミダゾリジン、ピリジン、ピリダジン、ピラジン、ピリミジン、ピペラジン、ピペリジン、モルホリン、テトラゾール、トリアゾール、トリアゾリジン、テトラゾリジン、ジアゼパン、アゼピン及びホモピペラジンが含まれる。4〜7員のヘテロシクリル又は4〜7員の複素環状基の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。
本明細書で使用する場合、用語「8〜11員のヘテロビシクリル」又は「8〜11員の複素二環」とは、少なくとも1個の環原子が両方の環により共有され、最大数までの二重結合を含有してもよい(完全に飽和、部分的に飽和又は不飽和の芳香族環又は非芳香族環)、8〜11個の環原子を有する複素環状二環系であって、少なくとも1個から最大6個の環原子が硫黄(-S(O)-、-S(O)2-を含む)、酸素及び窒素(=N(O)-を含む)からなる群から選択されるヘテロ原子によって置換されており、且つこの環が炭素原子又は窒素原子を介して分子の残りに結合している複素環状二環系を意味する。8〜11員の複素二環の例は、インドール、インドリン、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイソチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾリン、キノリン、キナゾリン、ジヒドロキナゾリン、キノリン、ジヒドロキノリン、テトラヒドロキノリン、デカヒドロキノリン、イソキノリン、デカヒドロイソキノリン、テトラヒドロイソキノリン、ジヒドロイソキノリン、ベンズアゼピン、プリン、及びプテリジンである。8〜11員の複素二環という用語には、1,4-ジオキサ-8-アザスピロ[4.5]デカンのような2個の環のスピロ構造、又は8-アザ-ビシクロ[3.2.1]オクタンのような架橋複素環も含まれる。8〜11員のヘテロビシクリル又は8〜11員の複素二環の各水素原子は、以下に定義されている置換基によって置換されていてもよい。
用語「置換されている」とは、分子の1つ以上の-H原子が、「置換基」と呼ばれる、異なる原子又は原子群により置きかえられていることを意味する。適切な置換基は、ハロゲン、CN、COOR9、OR9、C(O)R9、C(O)N(R9R9a)、S(O)2N(R9R9a)、S(O)N(R9R9a)、S(O)2R9、S(O)R9、N(R9)S(O)2N(R9aR9b)、SR9、N(R9R9a)、NO2、OC(O)R9、N(R9)C(O)R9a、N(R9)S(O)2R9a、N(R9)S(O)R9a、N(R9)C(O)OR9a、N(R9)C(O)N(R9aR9b)、OC(O)N(R9R9a)、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、又はC2〜50アルキニルからなる群から選択され、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、同一又は異なる1つ以上のR10により場合により置換されており、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、T、-C(O)O-、-O-、-C(O)-、-C(O)N(R11)-、-S(O)2N(R11)-、-S(O)N(R11)-、-S(O)2-、-S(O)-、-N(R11)S(O)2N(R11a)-、-S-、-N(R11)-、-OC(O)R11、-N(R11)C(O)-、-N(R11)S(O)2-、-N(R11)S(O)-、-N(R11)C(O)O-、-N(R11)C(O)N(R11a)-、及び-OC(O)N(R11R11a)からなる群から選択される1つ以上の基によって場合により中断されており、
式中、
R9、R9a、R9bは、H、T、及びC1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、又はC2〜50アルキニルからなる群から独立して選択され、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、同一又は異なる1つ以上のR10により場合により置換されており、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、T、-C(O)O-、-O-、-C(O)-、-C(O)N(R11)-、-S(O)2N(R11)-、-S(O)N(R11)-、-S(O)2-、-S(O)-、-N(R11)S(O)2N(R11a)-、-S-、-N(R11)-、-OC(O)R11、-N(R11)C(O)-、-N(R11)S(O)2-、-N(R11)S(O)-、-N(R11)C(O)O-、-N(R11)C(O)N(R11a)-、及び-OC(O)N(R11R11a)からなる群から選択される1つ以上の基によって場合により中断されており、
Tは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、又は8〜11員のヘテロビシクリルからなる群から選択され、この場合、Tは、同一又は異なる1つ以上のR10により場合により置換されており、
R10は、ハロゲン、CN、オキソ(=O)、COOR12、OR12、C(O)R12、C(O)N(R12R12a)、S(O)2N(R12R12a)、S(O)N(R12R12a)、S(O)2R12、S(O)R12、N(R12)S(O)2N(R12aR12b)、SR12、N(R12R12a)、NO2、OC(O)R12、N(R12)C(O)R12a、N(R12)S(O)2R12a、N(R12)S(O)R12a、N(R12)C(O)OR12a、N(R12)C(O)N(R12aR12b)、OC(O)N(R12R12a)、又はC1〜6アルキルであり、C1〜6アルキルは、同一又は異なる1つ以上のハロゲンにより場合により置換されており、
R11、R11a、R12、R12a、R12bは、H又はC1〜6アルキルからなる群から独立して選択され、C1〜6アルキルは、同一又は異なる1つ以上のハロゲンにより場合により置換されている。
一実施形態では、R9、R9a、R9bは、互いに独立してHとすることができる。
一実施形態では、R10は、C1〜6アルキルである。
一実施形態では、Tは、フェニルである。
好ましくは、分子の最大で6個のH原子が、置換基で独立に置き換えられており、例えば5個のH原子が、置換基で独立に置き換えられており、4個のH原子が、置換基で独立に置き換えられており、3個のH原子が、置換基で独立に置き換えられており、2個のH原子が、置換基で独立に置き換えられており、又は1個のH原子が、置換基で置き換えられている。
本明細書で使用する場合、用語「中断された」とは、2個の炭素原子の間に、又は炭素鎖の末端において、それぞれの炭素原子と水素原子の間に、1個以上の原子が挿入されていることを意味する。
本明細書で使用する場合、用語「プロドラッグ」とは、その薬理学的効果を示す前に、生体内変換を受ける化合物を意味する。したがって、プロドラッグは、一時的に使用される特別な非毒性保護基に結合している生物活性部分として見なされ、親分子における望ましくない特性を変化させるか、又はなくすことができ、すなわち、プロドラッグにおいて、生物活性部分は、可逆性結合を介して特別な基にコンジュゲートする。これには、薬物における望ましい特性の増強、及び望ましくない特性の抑制も含まれる。
本明細書で使用される用語「担体結合プロドラッグ」は、生物活性部分の、改善された物理化学的又は薬物動態学的性質を生じ、通常、加水分解開裂によってインビボで容易に排除され得る一時的な担体基との一時的な結合を含有するプロドラッグを意味する。すなわち、担体結合プロドラッグにおいて、生物活性部分は、可逆性結合を介して担体部分にコンジュゲートし、担体部分が、改善された物理化学的又は薬物動態学的性質を生じる。可逆性結合の開裂時に、生物活性部分は、対応する薬物として放出される。従って、「ポリマープロドラッグ」は、担体がポリマーである、担体結合プロドラッグである。
本明細書で使用される用語「プロ部分(promoiety)」は、薬物ではないプロドラッグの一部を意味し、従って、リンカー及び担体及び/又は場合によるスペーサー部分を意味する。
本明細書で使用される用語「可逆性プロドラッグリンカー部分」は、一方の末端で、可逆性結合を介して生物活性部分Dに結合し、もう一方の末端で、永続的な結合(本発明においては、バックボーン部分のアミン官能基又はAX2と、Ay1との反応によって形成される)を介して結合し、それにより、生物活性部分を、本発明の担体結合プロドラッグにおけるヒドロゲル担体に結合させる部分を意味する。「可逆性結合」は、1時間から12カ月の範囲の半減期で、生理的条件(pH7.4、37℃の水性緩衝液)下で非酵素的に加水分解で分解可能、すなわち、開裂可能である結合である。
それに対して、「永続的な結合」又は「安定な結合」は、12カ月より長い半減期で、生理的条件(pH7.4、37℃の水性緩衝液)下で非酵素的に加水分解で分解可能である。
「生分解性結合」は、1時間から12カ月の範囲の半減期で、生理的条件(pH7.4、37℃の水性緩衝液)下で酵素的及び/又は非酵素的に加水分解で分解可能、すなわち、開裂可能な結合である。好ましくは、生分解性結合は、生理的条件下で非酵素的に加水分解で分解可能でもある。
本明細書で使用する場合、用語「痕跡を残さない(traceless)プロドラッグリンカー」とは、開裂時に薬物がその遊離形態で放出される可逆性プロドラッグリンカーを意味する。本明細書で使用する場合、薬物の「遊離形態」という用語は、その薬理学的に活性な、非修飾形態の薬物を意味する。
本明細書で使用する場合、用語「ペプチド」とは、ペプチド結合によって結合しているアミノ酸モノマーの短鎖ポリマーを意味する。用語「ポリペプチド」とは、最大50個のアミノ酸モノマーを含むペプチドを意味する。用語「タンパク質」とは、51個以上のアミノ酸モノマーからなるペプチドを意味する。
本明細書で使用される用語「オリゴヌクレオチド」は、100塩基までの短い核酸ポリマーを意味する。
本明細書で使用される用語「医薬組成物」は、1種以上の活性成分、及び1種以上の不活性成分、並びに、2つ以上の成分の組み合わせ、錯化若しくは凝集から、1つ以上の成分の解離から、又は1つ以上の成分の他のタイプの反応若しくは相互作用から、直接又は間接的に生じる生成物を意味する。従って、本発明の医薬組成物は、本発明の担体結合プロドラッグ及び1種以上の薬学的に許容される賦形剤を混合することによって作製される組成物を包含する。
本明細書で使用される用語「賦形剤」は、それと一緒に治療物質が投与される、希釈剤、アジュバント、又はビヒクルを意味する。このような医薬賦形剤は、無菌の液体、例えば水及び、限定はされないが、ラッカセイ油、大豆油、鉱油、ゴマ油などを含む、石油、動物、植物又は合成起源のものを含む油であってよい。医薬組成物が経口投与される場合、水は好ましい賦形剤である。医薬組成物が静脈内投与される場合、食塩水及び水性ブドウ糖は、好ましい賦形剤である。塩水及び水性ブドウ糖及びグリセリン溶液は、注射剤用の液体賦形剤として好ましく使用される。好適な医薬賦形剤には、デンプン、ブドウ糖、乳糖、ショ糖、マンニトール、トレハロース、ゼラチン、麦芽、米、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、グリセロールモノステアレート、タルク、塩化ナトリウム、乾燥脱脂粉乳、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどが含まれる。医薬組成物は、必要に応じて、少量の湿潤剤若しくは乳化剤、pH緩衝剤、例えば、アセテート、コハク酸塩、トリス、カーボネート、ホスフェート、HEPES(4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸)、MES(2-(N-モルホリノ)エタンスルホン酸)を含有することもでき、又は洗剤、例えばTween、ポロキサマー、ポロキサミン、CHAPS、Igepal、若しくはアミノ酸、例えば、グリシン、リジン、若しくはヒスチジンを含有することができる。これらの医薬組成物は、溶液、懸濁液、乳濁液、錠剤、丸剤、カプセル、粉末、持続放出製剤などの形態であってもよい。医薬組成物は、伝統的な結合剤及びトリグリセリドなどの賦形剤と共に、坐剤として処方することができる。経口製剤は、マンニトール、乳糖、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウムなどの医薬品等級などの標準の賦形剤を含むことができる。好適な医薬賦形剤の例は、E. W. Martinによる「Remington's Pharmaceutical Sciences」に記載されている。このような組成物は、患者に適切な投与の形態を実現するために適切な量の賦形剤と一緒に、治療有効量の薬物又は生物活性部分を含有する。製剤は、投与の様式に適合すべきである。
用語「薬学的に許容される」は、動物、好ましくはヒトにおける使用のために、EMEA(欧州)及び/若しくはFDA(米国)などの規制機関並びに/又は任意の他の国家規制機関によって承認されていることを意味する。
一般的に、用語「〜を含む(comprise)」又は「〜を含む(comprising)」は、「〜からなる(consist of)」又は「〜からなる(consisting of)」も包含する。
本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のためのポリマープロドラッグ及び/又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物に関する。
本発明は、さらに、関節内注射のための使用のためのポリマープロドラッグ及び/又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物に関する。
本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における関節内注射のための使用のためのポリマープロドラッグ及び/又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物にも関する。
好ましくは、本発明は、
(i)ポリマープロドラッグが、少なくとも1種のポリマーを含むポリマー担体を含み、
(ii)1種以上の生物活性部分が、可逆性プロドラッグリンカー部分を介して前記ポリマー担体に可逆的に結合している、
ポリマープロドラッグに関する。
好ましい一実施形態において、本発明は、
(i)ポリマープロドラッグが、少なくとも1種のポリマーを含むポリマー担体を含み、
(ii)1種以上の生物活性部分が、可逆性プロドラッグリンカー部分を介して前記ポリマー担体に可逆的に結合している、
関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための、本発明のポリマープロドラッグ又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物に関する。
関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のためのポリマープロドラッグ又は1種以上のポリマープロドラッグを含む医薬組成物は、好ましくは、関節に注射可能である。
従って、好ましい一実施形態において、本発明は、関節への注射のための使用のための本発明のポリマープロドラッグ又は医薬組成物に関する。
ポリマープロドラッグは、担体が少なくとも1種のポリマーを含むポリマー担体を含み、ポリマー担体には、可逆性プロドラッグリンカー部分を介して1種以上の生物活性部分が可逆的に結合し、生物活性部分が、関節内投与、すなわち、関節への投与時に、薬物として前記ポリマープロドラッグから放出される。
ポリマー担体は、好ましくは、ポリペプチド、ポリ(アクリル酸)、ポリ(アクリレート)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(アルキルオキシ)ポリマー、ポリ(アミド)、ポリ(アミドアミン)、ポリ(アミノ酸)、ポリ(無水物)、ポリ(アスパルタミド)、ポリ(酪酸)、ポリ(カプロラクトン)、ポリ(カーボネート)、ポリ(シアノアクリレート)、ポリ(ジメチルアクリルアミド)、ポリ(エステル)、ポリ(エチレン)、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチルオキサゾリン)、ポリ(グリコール酸)、ポリ(ヒドロキシエチルアクリレート)、ポリ(ヒドロキシエチルオキサゾリン)、ポリ(ヒドロキシプロピルメタクリルアミド)、ポリ(ヒドロキシプロピルメタクリレート)、ポリ(ヒドロキシプロピルオキサゾリン)、ポリ(イミノカーボネート)、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)、ポリ(乳酸)、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)、ポリ(メタクリルアミド)、ポリ(メタクリレート)、ポリ(メチルオキサゾリン)、ポリ(プロピレンフマレート)、ポリ(オルガノホスファゼン)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(オキサゾリン)、ポリ(プロピレングリコール)、ポリ(シロキサン)、ポリ(ウレタン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルアミン)、ポリ(ビニルメチルエーテル)、ポリ(ビニルピロリドン)、シリコーン、リボ核酸、デゾキシ核酸、アルブミン、抗体及びそれらのフラグメント、血漿タンパク、コラーゲン、エラスチン、ファシン、フィブリン、ケラチン、ポリアスパルテート、ポリグルタメート、プロラミン、トランスフェリン、シトクロム、フラビンタンパク質、糖タンパク質、ヘムタンパク質、リポタンパク質、金属タンパク質、フィトクロム、リンタンパク質、オプシン、寒天、アガロース、アルギネート、アラビナン、アラビノガラクタン、カラゲナン、セルロース、カルボメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及び他の炭水化物ベースのポリマー、キトサン、デキストラン、デキストリン、ゼラチン、ヒアルロン酸及び誘導体、マンナン、ペクチン、ラムノガラクツロナン、デンプン、ヒドロキシアルキルデンプン、キシラン、並びにそれらのコポリマー及び官能化誘導体の群から選択される少なくとも1種のポリマーを含み、より好ましくはそれらからなる。
一実施形態において、ポリマー担体は、可溶なポリマー担体である。この実施形態において、可溶なポリマー担体は、直鎖、分岐又は樹状のPEGベースの鎖を含む、好ましくはそれからなることが好ましい。
別の実施形態において、ポリマー担体は、非水溶性のポリマー担体である。この実施形態において、非水溶性のポリマー担体は、ヒドロゲル、より好ましくは、ヒアルロン酸ベースのヒドロゲル又はPEGベースのヒドロゲルを含む、好ましくはそれからなることが好ましい。最も好ましくは、非水溶性のポリマー担体は、PEGベースのヒドロゲルである。
ヒドロゲルは、好ましくはマイクロ粒子の形状の成形品である。より好ましくは、ヒドロゲルは、マイクロ粒子ビーズの形状をしている。さらにより好ましくは、このようなマイクロ粒子ビーズは、1から1000μmの、より好ましくは5から500μmの、より好ましくは10から100μmの、さらにより好ましくは20から80μmの直径を有する。同等に好ましいのは、10から250μm、より好ましくは10から200μm、さらにより好ましくは30から190μm、最も好ましくは50から180μmの直径を有するマイクロ粒子ビーズである。ビーズ径は、マイクロ粒子ビーズが、等張水性緩衝液に懸濁されている場合に測定される。
このようなヒドロゲルは、様々な方法で、例えば、ラジカル重合、イオン重合又はライゲーション反応によって重合することができる。好ましいヒドロゲル、ヒドロゲル結合プロドラッグ及びそれらの重合方法は、それらの全体を参照により本明細書に組み込んでいるWO-A 2006/003014及びWO-A 2011/012715に開示されている。
特に好ましい実施形態では、ポリマープロドラッグの担体は、
(a)以下を含む混合物、すなわち
(a-i)1〜100kDaの範囲の分子量を有しており、且つ少なくとも3つのアミン(-NH2及び/又は-NH-)を含む、少なくとも1種のバックボーン試薬
(a-ii)0.5kDa〜40kDa又は0.5kDa〜15kDa、好ましくは1kDa〜40kDa、又は1kDa〜10kDa、さらにより好ましくは2〜40kDa、又は2kDa〜5kDa、さらにより好ましくは6〜40kDaの範囲の分子量を有する少なくとも1種の架橋試薬であって、
(i)少なくとも2つのカルボニルオキシ基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)、さらに
(ii)活性化エステル基、活性化カルバメート基、活性化カーボネート基及び活性化チオカーボネート基からなる群から選択される、少なくとも2つの活性化末端官能基を含み、
少なくとも70%のPEGを含むPEGベースの少なくとも1種の架橋試薬、及び
(a-iii)第1の溶媒、及び第1の溶媒と非混和性である、少なくとも1種の第2の溶媒
を含む混合物を準備するステップであって、
少なくとも1種のバックボーン試薬と少なくとも1種の架橋試薬との重量比が1:99〜99:1の範囲となるステップ、
(b)懸濁重合でステップ(a)の混合物をヒドロゲルに重合するステップ、及び
(c)場合により、ヒドロゲルを後処理するステップ
を含む方法により得ることができるヒドロゲルである。
ステップ(a)の混合物は、第1の溶媒及び少なくとも第2の溶媒を含む。前記第1の溶媒は、好ましくは、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、N-メチルピロリドン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、及び水、並びにそれらの混合物を含む群から選択される。
少なくとも1種のバックボーン試薬及び少なくとも1種の架橋試薬は、第1の溶媒、すなわち、懸濁重合の分散相に溶解する。一実施形態では、同一又は異なる溶媒のいずれかを使用して、好ましくは両方の試薬に同一の溶媒を使用して、バックボーン試薬及び架橋試薬を個別に、すなわち異なる容器中で溶解する。別の実施形態では、バックボーン試薬及び架橋試薬は、一緒に、すなわち同一の容器中、且つ同一の溶媒を使用して溶解する。
バックボーン試薬に好適な溶媒は、有機溶媒である。好ましくは、溶媒は、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、N-メチルピロリドン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、及び水、並びにそれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、バックボーン試薬は、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、メタノール又はそれらの混合物を含む群から選択される溶媒に溶解される。最も好ましくは、バックボーン試薬は、ジメチルスルホキシドに溶解される。
一実施形態では、バックボーン試薬は、1〜300mg/mL、より好ましくは5〜60mg/mL、最も好ましくは10〜40mg/mLの範囲の濃度で溶媒に溶解される。
架橋試薬に好適な溶媒は、有機溶媒である。好ましくは、溶媒は、ジクロロメタン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、N-メチルピロリドン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、水、又はそれらの混合物を含む群から選択される。より好ましくは、架橋試薬は、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、メタノール又はそれらの混合物を含む群から選択される溶媒に溶解される。最も好ましくは、架橋試薬は、ジメチルスルホキシドに溶解される。
一実施形態では、架橋試薬は、5〜500mg/mL、より好ましくは25〜300mg/mL、最も好ましくは50〜200mg/mLの範囲の濃度で溶媒に溶解される。
少なくとも1種のバックボーン試薬及び少なくとも1種の架橋試薬は、1:99〜99:1の範囲の重量比、例えば、2:98〜90:10の範囲の比、3:97〜88:12の範囲の重量比、3:96〜85:15の範囲の重量比、2:98〜90:10の範囲の重量比、5:95〜80:20の範囲の重量比で混合され、特に好ましくは5:95〜80:20の重量比で混合され、この場合、最初の数値はバックボーン試薬を指し、2番目の数値は架橋試薬を指す。
好ましくは、ステップ(a)の混合物が、架橋試薬の活性化末端官能基と比べて、モル過剰量のバックボーン試薬由来のアミン基を含むように、比を選択する。したがって、本発明の方法から得られるヒドロゲルは、直接又はスペーサー部分を介するいずれかで、プロドラッグリンカー試薬をヒドロゲルに結合させるために使用することができる遊離アミン基を有する。
少なくとも1種の第2の溶媒、すなわち、懸濁重合の連続相は、好ましくは、有機溶媒であり、より好ましくは、直鎖、分岐又は環状C5〜30アルカン、直鎖、分岐又は環状C5〜30アルケン、直鎖、分岐又は環状C5〜30アルキン、直鎖又は環状ポリ(ジメチルシロキサン)、芳香族C6〜20炭化水素、及びそれらの混合物を含む群から選択される有機溶媒である。さらにより好ましくは、少なくとも第2の溶媒は、直鎖、分岐又は環状C5〜16アルカン、トルエン、キシレン、メシチレン、ヘキサメチルジシロキサン、又はそれらの混合物を含む群から選択される。最も好ましくは、少なくとも第2の溶媒は、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン及びウンデカンなどの直鎖C7〜11アルカンを含む群から選択される。
好ましくは、ステップ(a)の混合物は、洗剤をさらに含む。好ましい洗剤は、Cithrol DPHS、Hypermer 70A、Hypermer B246、Hypermer 1599A、Hypermer 2296、及びHypermer 1083である。
好ましくは、洗剤は、1Lの全混合物、すなわち、分散相及び連続相の合計当たり0.1g〜100gの濃度を有する。より好ましくは、洗剤は、1Lの全混合物当たり0.5g〜10gの濃度を有しており、最も好ましくは、洗剤は、1Lの全混合物当たり0.5g〜5gの濃度を有する。
好ましくは、ステップ(a)の混合物は、エマルションである。
ステップ(b)における重合は、塩基を添加することによって開始される。好ましくは、塩基は、アルカンに溶解する非求核性塩基であり、より好ましくは、塩基は、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、1,4-ジメチルピペラジン、4-メチルモルホリン、4-エチルモルホリン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,1,4,7,10,10-ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、1,4,7-トリメチル-1,4,7-トリアザシクロノナン、トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミン、トリエチルアミン、DIPEA、トリメチルアミン、N,N-ジメチルエチルアミン、N,N,N',N'-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン、N,N,N',N'',N''-ペンタメチルジエチレントリアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン、及びヘキサメチレンテトラミンから選択される。さらにより好ましくは、塩基は、TMEDA、1,4-ジメチルピペラジン、4-メチルモルホリン、4-エチルモルホリン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,1,4,7,10,10-ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、1,4,7-トリメチル-1,4,7-トリアザシクロノナン、トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン、及びヘキサメチレンテトラミンから選択される。最も好ましくは、塩基はTMEDAである。
塩基は、混合物中の活性化末端官能基当たり1〜500当量の量、好ましくは5〜50当量の量、より好ましくは5〜25当量の量、最も好ましくは10当量の量でステップ(a)の混合物に添加される。
方法ステップ(b)において、本発明のヒドロゲルの重合は、縮合反応であり、この反応は、好ましくは、ステップ(a)の混合物の連続撹拌下で行われる。好ましくは、先端速度(先端速度=π×撹拌機回転速度×撹拌機直径)は、0.2〜10メートル毎秒(m/s)、より好ましくは0.5〜4m/s、最も好ましくは1〜2m/sの範囲にある。
ステップ(b)の好ましい実施形態において、重合反応は、バッフルを装備した円筒形槽中で実施される。槽の直径と高さの比は、4:1〜1:2の範囲とすることができ、より好ましくは、槽の直径と高さの比は、2:1〜1:1の範囲とすることができる。
好ましくは、反応槽は、ピッチドブレード撹拌機(pitched blade stirrer)、船舶型プロペラ、又はLightnin A-310を含む群から選択される軸流撹拌機を装備している。より好ましくは、撹拌機は、ピッチドブレード撹拌機である。
ステップ(b)は、広い温度範囲で、好ましくは-10℃〜100℃の温度で、より好ましくは0℃〜80℃の温度で、さらにより好ましくは10℃〜50℃の温度で、最も好ましくは周囲温度で実施することができる。「周囲温度」とは、一般的な実験室環境における温度を指し、好ましくは、17〜25℃の範囲の温度を意味する。
好ましくは、重合から得られるヒドロゲルは、コーティング物、メッシュ体、ステント、ナノ粒子又はマイクロ粒子などの成形品である。より好ましくは、このヒドロゲルは、1〜500マイクロメートルの直径、より好ましくは10〜300マイクロメートルの直径、さらにより好ましくは20〜150マイクロメートルの直径、最も好ましくは30〜130マイクロメートルの直径を有するマイクロ粒子ビーズの形態にある。前記の直径は、ヒドロゲルマイクロ粒子が、水中で完全に水和されている際に測定される。
場合によるステップ(c)は、以下のステップの1つ以上を含む。
(c1)重合反応由来の過剰な液体を除去するステップ、
(c2)ヒドロゲルを洗浄して、重合中に使用した溶媒を除去するステップ、
(c3)ヒドロゲルを緩衝液に移送するステップ、
(c4)ヒドロゲルをサイズ分別/ふるい分けを行うステップ、
(c5)ヒドロゲルを容器に移送するステップ、
(c6)ヒドロゲルを乾燥するステップ、
(c7)ヒドロゲルを、滅菌に適した特定の溶媒に移送するステップ、及び
(c8)好ましくは、ガンマ線照射によりヒドロゲルを滅菌するステップ。
好ましくは、場合によるステップ(c)は、以下のステップをすべて含む。
(c1)重合反応由来の過剰な液体を除去するステップ、
(c2)ヒドロゲルを洗浄して、重合中に使用した溶媒を除去するステップ、
(c3)ヒドロゲルを緩衝液に移送するステップ、
(c4)ヒドロゲルをサイズ分別/ふるい分けを行うステップ、
(c5)ヒドロゲルを容器に移送するステップ、
(c7)ヒドロゲルを、滅菌に適した特定の溶媒に移送するステップ、及び
(c8)好ましくは、ガンマ線照射によりヒドロゲルを滅菌するステップ。
少なくとも1種のバックボーン試薬は、1〜100kDa、好ましくは2〜50kDa、より好ましくは5〜30kDa、さらにより好ましくは5〜25kDa、最も好ましくは5〜15kDaの範囲の分子量を有する。
好ましくは、バックボーン試薬は、少なくとも10%のPEG、より好ましくは少なくとも20%のPEG、さらにより好ましくは少なくとも30%のPEG、最も好ましくは少なくとも40%のPEGを含む、PEGベースのものである。
一実施形態では、バックボーン試薬は、その酸性塩の形態、好ましくは酸付加塩の形態で存在している。適切な酸付加塩は、非毒性の塩を形成する酸から形成される。例には、以下に限定されないが、酢酸塩、アスパラギン酸塩、安息香酸塩、ベシル酸塩、重炭酸塩、炭酸塩、重硫酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、カンシル酸塩、クエン酸塩、エジシル酸塩、エシル酸塩、ギ酸塩、フマル酸塩、グルセプト酸塩、グルコン酸塩、グルクロン酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、ヒベンズ酸塩、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、イセチオン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、マレイン酸塩、マロン酸塩、メシル酸塩、メチル硫酸塩、ナフチル酸塩、ニコチン酸塩、硝酸塩、オロト酸塩、シュウ酸塩、パルミチン酸塩、パモ酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、リン酸二水素塩、サカレート(sacharate)、ステアリン酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩及びトシル酸塩が含まれる。特に好ましくは、バックボーン試薬は、その塩酸塩の形態で存在している。
一実施形態では、少なくとも1種のバックボーン試薬は、式(a-I)の化合物
B(-(A0)x1-(SP)x2-A1-P-A2-Hyp1)x(a-I)
[式中、
Bは、分岐コアであり、
SPは、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、及びC2〜6アルキニルからなる群から選択される、スペーサー部分であり、
Pは、少なくとも80%のPEG、好ましくは少なくとも85%のPEG、より好ましくは少なくとも90%のPEG、最も好ましくは少なくとも95%のPEGを含むPEGベースのポリマー鎖であり、
Hyp1は、アミン(-NH2及び/又は-NH-)を含む部分、又は少なくとも2つのアミン(-NH2及び/又は-NH-)を含むポリアミンであり、
xは、3〜16の整数であり、
x1、x2は、互いに独立して、0又は1であるが、但し、x2が0である場合、x1は0であることを条件とし、
A0、A1、A2は、互いに独立して、
(式中、R1及びR1aは、互いに独立して、H及びC1〜6アルキルから選択される)
からなる群から選択される]、
式(a-II)の化合物
Hyp2-A3-P-A4-Hyp3(a-II)
[式中、
Pは、式(a-I)の化合物において上記の通り定義され、
Hyp2、Hyp3は、互いに独立して、少なくとも2つのアミン(-NH2及び/又は-NH-)を含むポリアミンであり、
A3及びA4は、
(式中、R1及びR1aは、互いに独立して、H及びC1〜6アルキルから選択される)
からなる群から独立して選択される]、
式(a-III)の化合物
P1-A5-Hyp4(a-III)
[式中、
P1は、少なくとも80%のPEG、好ましくは少なくとも85%のPEG、より好ましくは少なくとも90%のPEG、最も好ましくは少なくとも95%のPEGを含むPEGベースのポリマー鎖であり、
Hyp4は、少なくとも3つのアミン(-NH2及び/又は-NH-)を含むポリアミンであり、
A5は、
(式中、R1及びR1aは、互いに独立して、H及びC1〜6アルキルから選択される)
からなる群から選択される]、
及び
式(a-IV)の化合物
T1-A6-Hyp5(a-IV)
[式中、
Hyp5は、少なくとも3つのアミン(-NH2及び/又は-NH-)を含むポリアミンであり、
A6は、
(式中、R1及びR1aは、互いに独立して、H及びC1〜6アルキルから選択される)
からなる群から選択され、
T1は、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、又はC2〜50アルキニルからなる群から選択され、このフラグメントは、-NH-、-N(C1〜4アルキル)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)NH-、-C(O)N(C1〜4アルキル)-、-O-C(O)-、-S(O)-、-S(O)2-、4〜7員のヘテロシクリル、フェニル、又はナフチルから選択される1つ以上の基により場合により中断されている)]
からなる群から選択される。
以下の項目において、用語「Hypx」は、Hyp1、Hyp2、Hyp3、Hyp4、及びHyp5をまとめて指す。
好ましくは、バックボーン試薬は、式(a-I)、(a-II)、又は(a-III)の化合物であり、より好ましくは、バックボーン試薬は、式(a-I)又は(a-III)の化合物であり、最も好ましくは、バックボーン試薬は式(a-I)の化合物である。
好ましい実施形態では、式(a-I)の化合物において、xは、4、6、又は8である。好ましくは、式(a-I)の化合物において、xは、4又は8であり、最も好ましくは、xは4である。
好ましい実施形態では、式(a-I)〜式(a-IV)の化合物において、A0、A1、A2、A3、A4、A5、及びA6は、
を含む群から選択される。
好ましくは、式(a-I)の化合物において、A0は、
である。
好ましくは、式(a-I)の化合物において、A1は、
である。
好ましくは、式(a-I)の化合物において、A2は、
である。
好ましくは、式(a-II)の化合物において、A3は、
であり、A4は、
である。
好ましくは、式(a-III)の化合物において、A5は、
である。
好ましくは、式(a-IV)の化合物において、A6は、
である。
好ましくは、式(a-IV)の化合物では、T1は、H及びC1〜6アルキルから選択される。
一実施形態では、式(a-I)の化合物において、分岐コアBは、以下の構造
(式中、
破線は、A0に結合していることを示しているか、又はx1及びx2が共に0である場合は、A1に結合していることを示しており、
tは、1又は2であり、好ましくはtは1であり、
vは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、又は14であり、好ましくはvは、2、3、4、5、6であり、より好ましくは、vは、2、4又は6であり、最も好ましくは、vは2である)
から選択される。
好ましい実施形態では、Bは、式(a-i)、(a-ii)、(a-iii)、(a-iv)、(a-v)、(a-vi)、(a-vii)、(a-viii)、(a-ix)、(a-x)、(a-xiv)、(a-xv)、又は(a-xvi)の構造を有する。より好ましくは、Bは、式(a-iii)、(a-iv)、(a-v)、(a-vi)、(a-vii)、(a-viii)、(a-ix)、(a-x)、又は(a-iv)の構造を有する。最も好ましくは、Bは、式(a-xiv)の構造を有する。
好ましい実施形態では、BとA0との組み合わせ、又はx1とx2が共に0である場合、BとA1との好ましい組み合わせは、以下の構造
(式中、
破線は、SPに結合していることを示しているか、又はx1とx2が共に0である場合、Pに結合していることを示している)
から選択されるものである。
より好ましくは、BとA0との組み合わせ、又はx1とx2が共に0である場合、BとA1との組み合わせは、式(b-i)、(b-iv)、(b-vi)、又は(b-viii)の構造を有しており、最も好ましくは、式(b-i)の式の構造を有する。
一実施形態では、式(a-I)のx1及びx2は、0である。
一実施形態では、PEGベースのポリマー鎖Pは、0.3kDa〜40kDa、例えば0.4〜35kDa、0.6〜38kDa、0.8〜30kDa、1〜25kDa、1〜15kDa、又は1〜10kDaの分子量を有する。最も好ましくは、Pは、1〜10kDaの分子量を有する。
一実施形態では、PEGベースのポリマー鎖P1は、0.3kDa〜40kDa、例えば0.4〜35kDa、0.6〜38kDa、0.8〜30kDa、1〜25kDa、1〜15kDa、又は1〜10kDaの分子量を有する。最も好ましくは、P1は、1〜10kDaの分子量を有する。
一実施形態では、式(a-I)又は(a-II)の化合物において、Pは、式(c-i)の構造
(式中、nは6〜900の範囲であり、より好ましくはnは20〜700の範囲であり、最も好ましくは、nは20〜250の範囲である)
を有する。
一実施形態では、式(a-III)の化合物において、P1は、式(c-ii)の構造
(式中、
nは6〜900の範囲にあり、より好ましくはnは20〜700の範囲にあり、最も好ましくは、nは20〜250の範囲にあり、
T0は、-NH-、-N(C1〜4アルキル)-、-O-、-S-、-C(O)-、-C(O)NH-、-C(O)N(C1〜4アルキル)-、-O-C(O)-、-S(O)-、又は-S(O)2-から選択される、1つ以上の基により場合により中断されている、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、及びC2〜6アルキニルを含む群から選択される)
を有する。
一実施形態では、式(a-I)〜(a-IV)の化合物において、部分Hypxはポリアミンであり、好ましくは式(d-i)、(d-ii)、(d-iii)、及び/又は(d-iv)の部分
(式中、
z1、z2、z3、z4、z5、z6は、互いに独立して、1、2、3、4、5、6、7、又は8である)
を、結合形態で、且つ適用可能な場合、R-及び/又はS-立体配置で含む。
より好ましくは、Hypxは、リジン、オルニチン、ジアミノプロピオン酸、及び/又はジアミノ酪酸を、結合形態で、R-及び/又はS-立体配置で含む。Hypxは、リジンを、結合形態で、R-及び/又はS-立体配置で含む。
Hypxは、40Da〜30kDa、好ましくは0.3kDa〜25kDa、より好ましくは0.5kDa〜20kDa、さらにより好ましくは1kDa〜20kDa、最も好ましくは2kDa〜15kDaの分子量を有する。
Hypxは、好ましくは、式(e-i)の部分
(式中、
p1は、1〜5の整数であり、好ましくはp1は4であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示している)、
式(e-ii)の部分
(式中、
p2、p3及びp4は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、1〜5の整数であり、好ましくはp2、p3及びP4は、4であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-iii)の部分
(式中、
p5〜p11は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、1〜5の整数であり、好ましくはp5〜p11は、4であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)である場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)である場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)である場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)である場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-iv)の部分
(式中、
p12〜p26は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、1〜5の整数であり、好ましくはp12〜p26は、4であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-v)の部分
(式中、
p27及びp28は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、1〜5の整数であり、好ましくはp27及びp28は、4であり、
qは、1〜8の整数であり、好ましくはqは2又は6であり、最も好ましくは1は6であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-vi)の部分
(式中、
p29及びp30は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、2〜5の整数であり、好ましくはp29及びp30は、3であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-vii)の部分
(式中、
p31〜p36は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、2〜5の整数であり、好ましくはp31〜p36は、3であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-viii)の部分
(式中、
p37〜p50は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、2〜5の整数であり、好ましくはp37〜p50は、3であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)、
式(e-ix)の部分
(式中、
p51〜p80は、同一又は異なっており、各々は互いに独立して、2〜5の整数であり、好ましくはp51〜p80は、3であり、
破線は、バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、A2に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、A3又はA4に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、A5に結合していることを示しており、バックボーン試薬が式(a-IV)の構造を有する場合、A6に結合していることを示している)
からなる群から選択され、
部分(e-i)〜(e-v)は、各不斉中心において、R-又はS-立体配置のいずれかをとることができ、好ましくは、部分(e-i)〜(e-v)の不斉中心はすべて、同じ立体配置をとる。
好ましくは、Hypxは、式(e-i)、(e-ii)、(e-iii)、(e-iv)、(e-vi)、(e-vii)、(e-viii)、又は(e-ix)の構造を有する。より好ましくは、Hypxは、式(e-ii)、(e-iii)、(e-iv)、(e-vii)、(e-viii)、又は(e-ix)の構造を有しており、さらにより好ましくは、Hypxは、式(e-ii)、(e-iii)、(e-vii)、又は(e-viii)の構造を有しており、最も好ましくは、Hypxは、式(e-iii)の構造を有する。
バックボーン試薬が式(a-I)の構造を有する場合、好ましい部分-A2-Hyp1は、以下の式の部分
(式中、
破線は、Pに結合していることを示しており、
E1は、式(e-i)〜(e-ix)から選択される)
である。
バックボーン試薬が式(a-II)の構造を有する場合、好ましい部分Hyp2-A3-は、以下の式の部分
(式中、
破線は、Pに結合していることを示しており、
E1は、式(e-i)〜(e-ix)から選択される)
であり、
好ましい部分-A4-Hyp3は、以下の式の部分
(式中、
破線は、Pに結合していることを示しており、
E1は、式(e-i)〜(e-ix)から選択される)
である。
バックボーン試薬が式(a-III)の構造を有する場合、好ましい部分-A5-Hyp4は、以下の式の部分
(式中、
破線は、P1に結合していることを示しており、
E1は、式(e-i)〜(e-ix)から選択される)
である。
より好ましくは、バックボーン試薬は式(a-I)の構造を有しており、Bは式(a-xiv)の構造を有する。
さらにより好ましくは、バックボーン試薬は式(a-I)の構造を有しており、Bは式(a-xiv)の構造を有しており、x1及びx2は0であり、A1は-O-である。
さらにより好ましくは、バックボーン試薬は式(a-I)の構造を有しており、Bは式(a-xiv)の構造を有しており、A1は-O-であり、Pは式(c-i)の構造を有する。
さらにより好ましくは、バックボーン試薬は式(a-I)であり、Bは式(a-xiv)であり、x1及びx2は0であり、A1は-O-であり、Pは式(c-i)であり、A2は-NH-(C=O)-であり、Hyp1は式(e-iii)である。
最も好ましくは、バックボーン試薬は以下の式
(式中、
nは10〜40、好ましくは10〜30、より好ましくは10〜20の範囲である)
を有する。
同等に好ましくは、nは、20〜30kDaの範囲であり、最も好ましくはnは28である。
SPは、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、及びC2〜6アルキニルを含む群から選択されるスペーサー部分であり、好ましくは、SPは、-CH2-、-CH2-CH2-、-CH(CH3)-、-CH2-CH2-CH2-、CH(C2H5)-、-C(CH3)2-、-CH=CH-又は-CH=CH-であり、最も好ましくはSPは、-CH2-、-CH2-CH2-、又は-CH=CH-である。
少なくとも1種の架橋試薬は、生分解性結合である、少なくとも2つのカルボニルオキシ基(-(C=O)-O-又は-O-(C=O)-)を含む。これらの生分解性結合は、ヒドロゲルを生分解性とするために必要である。さらに、少なくとも1種の架橋試薬は、ステップ(b)の重合中に少なくとも1種のバックボーン試薬のアミンと反応する、少なくとも2つの活性化末端官能基を含む。
架橋試薬は、6〜40kDaの範囲、より好ましくは6〜30kDaの範囲、さらにより好ましくは6〜20kDaの範囲、さらにより好ましくは6〜15kDaの範囲、最も好ましくは6〜10kDaの範囲の分子量を有する。
同様に好ましい実施形態では、架橋試薬は、0.5〜15kDaの範囲、好ましくは1〜10kDa、最も好ましくは2〜5kDaの範囲の分子量を有する。
架橋試薬は、重合中に、バックボーン試薬のアミン基と反応してアミド結合を形成する、活性化エステル基、活性化カルバメート基、活性化カーボネート基、及び活性化チオカーボネート基を含む群から選択される、少なくとも2つの活性化末端官能基を含む。
好ましい一実施形態では、架橋試薬は、式(V-I)の化合物
[式中、
D1、D2、D3及びD4の各々は、同一又は異なっており、各々は、互いに独立して、-O-、-NR5-、-S-、及び-CR6R6a-を含む基から選択され、
R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、R4a、R6及びR6aの各々は、同一又は異なっており、これら各々は互いに独立して、-H、-OR7、-NR7R7a、-SR7、及びC1〜6アルキルを含む群から選択され、場合により、ペアR1/R2、R3/R4、R1a/R2a、及びR3a/R4aの各々は化学結合を独立して形成することができ、且つ/又はペアR1/R1a、R2/R2a、R3/R3a、R4/R4a、R6/R6a、R1/R2、R3/R4、R1a/R2a、及びR3a/R4aの各々は、互いに独立して、それらが結合している原子と一緒になって、C3〜8シクロアルキルを形成するか若しくは環Aを形成するか、又はそれらが結合している原子と一緒になって、4〜7員のヘテロシクリル又は8〜11員のヘテロビシクリル又はアダマンチルを形成し、
R5の各々は、-H及びC1〜6アルキルから独立して選択され、場合により、ペアR1/R5、R2/R5、R3/R5、R4/R5、及びR5/R6の各々は、独立して化学結合を形成することができ、且つ/又はそれらが結合している原子と一緒になって、4〜7員のヘテロシクリル又は8〜11員のヘテロビシクリルを形成し、
各R7、R7aの各々は、H及びC1〜6アルキルから独立して選択され、
Aは、インデニル、インダニル及びテトラリニルからなる群から選択され、
P2は
であり、
mは120〜920又は10〜340、好ましくは120〜460又は20〜220、より好ましくは120〜230又は45〜110の範囲であり、
r1、r2、r7、r8は、独立して0又は1であり、
r3、r6は、独立して0、1、2、3又は4であり、
r4、r5は、独立して1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10であり、
s1、s2は、独立して1、2、3、4、5又は6であり、
Y1、Y2は、同一又は異なっており、それらの各々は、互いに独立して、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される]
である。
好ましくは、架橋試薬は、式(V-II)の化合物
[式中、
D1、D2、D3、及びD4は、同一又は異なっており、それらの各々は、互いに独立して、O、NR5、S及びCR5R5aを含む群から選択され、
R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、R4a、R5及びR5aは、同一又は異なっており、これら各々は互いに独立して、H及びC1〜6アルキルを含む基から選択され、場合により、ペアR1/R1a、R2/R2a、R3/R3a、R4/R4a、R1/R2、R3/R4、R1a/R2a、及びR3a/R4aの1つ以上は化学結合を形成するか、又はそれらが結合している原子と一緒になって、C3〜8シクロアルキルを形成するか、若しくは環Aを形成するか、又はそれらが結合している原子と一緒になって、4〜7員のヘテロシクリル又は8〜11員のヘテロビシクリル又はアダマンチルを形成し、
Aは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル及びテトラリニルからなる群から選択され、
P2は
であり、
mは、120〜920又は10〜340、好ましくは120〜460又は20〜220、より好ましくは120〜230又は45〜110の範囲であり、
r1、r2、r7、r8は、独立して0又は1であり、
r3、r6は、独立して0、1、2、3又は4であり、
r4、r5は、独立して1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10であり、
s1、s2は、独立して1、2、3、4、5又は6であり、
Y1、Y2は、同一又は異なっており、それらの各々は、互いに独立して、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される]
である。
部分
は、少なくとも2つの活性化末端官能基を表すものと理解される。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)のY1及びY2は、式(f-i)、(f-ii)、又は(f-v)の構造を有する。より好ましくは、Y1及びY2は式(f-i)又は(f-ii)の構造を有しており、最も好ましくはY1及びY2は、式(f-i)の構造を有する。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)のY1とY2の部分の両方が、同じ構造を有する。より好ましくは、Y1とY2の両方の部分が、式(f-i)の構造を有する。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)のr1は、0である。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)のr1とs1は、共に0である。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)のペアR1/R1a、R2/R2a、R3/R3a、R4/R4a、R1/R2、R3/R4、R1a/R2a、及びR3a/R4aの1つ以上は化学結合を形成するか、又はそれらが結合している原子と一緒になって、C3〜8シクロアルキルを形成するか、若しくは環Aを形成する。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)のペアR1/R2、R1a/R2a、R3/R4、R3a/R4の1つ以上は、それらが結合している原子と一緒になって、4〜7員のヘテロシクリル又は8〜11員のヘテロビシクリルを形成する。
好ましくは、式(V-I)及び(V-II)の架橋試薬は対称であり、すなわち部分
は、部分
と同じ構造を有する。
好ましい一実施形態では、式(V-I)及び(V-II)のs1、s2、r1及びr8は、0である。
別の好ましい実施形態では、式(V-I)及び(V-II)のs1、s2、r1及びr8は0であり、式(V-I)及び(V-II)のr4、及びr5は1である。
好ましい架橋試薬は、式(V-1)〜(V-54)
(式中、
各架橋試薬は、適用可能な場合、そのラセミ混合物の形態にあってもよく、
m、Y1及びY2は、上記の通り定義される)
である。
さらにより好ましい架橋試薬は、式(Va-1)〜(Va-54)
(式中、
各架橋試薬は、適用可能な場合、そのラセミ混合物の形態にあってもよく、
m、Y1及びY2は、上記の通り定義される)
である。
カルボニルオキシ基のアルファ炭素に、分岐、すなわちH以外の残基を有する架橋試薬を使用すると、エステラーゼによる分解などの酵素による分解に対してより高い抵抗性を示すヒドロゲルの形成がもたらされることが、驚くべきことに見いだされた。
同様に、カルボニルオキシ基の(C=O)と、隣接活性化エステル、活性化カルバメート、活性化カーボネート、又は活性化チオカルバメートの(C=O)との間の原子が少ないほど、得られたヒドロゲルは、分解に対してより高い抵抗性を示す(エステラーゼによる分解に対してより高い抵抗性を示すなど)ことが、驚くべきことに見いだされた。
したがって、架橋試薬V-11〜V-53、V-1及びV-2が、好ましい架橋試薬である。
別の実施形態では、架橋試薬V-1、V-2、V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、V-10、V-11、V-12、V-13、V-14、V-15、V-16、V-17、V-18、V-19、V-20、V-21、V-22、V-23、V-24、V-25、V-26、V-27、V-28、V-29、V-30、V-31、V-32、V-33、V-34、V-35、V-36、V-37、V-38、V-39、V-40、V-41、V-42、V-43、V-44、V-45、V-46、V-47、V-48、V-49、V-50、V-51、V-52、V-53及びV-54が、好ましい架橋試薬である。より好ましくは、少なくとも1種の架橋試薬は、式V-5、V-6、V-7、V-8、V-9、V-10、V-14、V-22、V-23、V-43、V-44、V-45又はV-46であり、最も好ましくは、少なくとも1種の架橋試薬は、式V-5、V-6、V-9又はV-14である。
別の実施形態では、架橋試薬Va-1、Va-2、Va-5、Va-6、Va-7、Va-8、Va-9、Va-10、Va-11、Va-12、Va-13、Va-14、Va-15、Va-16、Va-17、Va-18、Va-19、Va-20、Va-21、Va-22、Va-23、Va-24、Va-25、Va-26、Va-27、Va-28、Va-29、Va-30、Va-31、Va-32、Va-33、Va-34、Va-35、Va-36、Va-37、Va-38、Va-39、Va-40、Va-41、Va-42、Va-43、Va-44、Va-45、Va-46、Va-47、Va-48、Va-49、Va-50、Va-51、Va-52、Va-53及びV-54が、より好ましい架橋試薬である。より好ましくは、少なくとも1種の架橋試薬は、式Va-5、Va-6、Va-7、Va-8、Va-9、Va-10、Va-14、Va-22、Va-23、Va-43、Va-44、Va-45又はVa-46であり、最も好ましくは、少なくとも1種の架橋試薬は、式Va-5、Va-6、Va-9又はVa-14である。
したがって、上記の式(V-I)及び(V-II)の化合物の好ましい実施形態は、式(V-1)〜(V-53)の好ましい化合物に該当する。
ヒドロゲルは、0.01〜1mmol/gの一級アミン基(-NH2)、より好ましくは、0.02〜0.5mmol/gの一級アミン基、最も好ましくは0.05〜0.3mmol/gの一級アミン基を含有する。用語「Xmmol/gの一級アミン基」とは、1gの乾燥ヒドロゲルが、Xmmolの一級アミン基を含むことを意味する。ヒドロゲルのアミン含有量の測定は、Gudeら(その全体が参照により組み込まれている、Letters in Peptide Science、2002年、9巻(4号)、203〜206頁)に従って実施することができる。
好ましくは、用語「乾燥」とは、本明細書で使用する場合、最大10%、好ましくは5%未満、より好ましくは2%未満の残留水の含有量を有することを意味する(カールフィッシャーによって求める)。好ましい乾燥方法は、凍結乾燥である。
一実施形態では、ポリマープロドラッグのヒドロゲル担体は、さらに修飾された後、このヒドロゲルに、可逆性プロドラッグリンカー−生物活性部分がコンジュゲートされる。
好ましくは、ヒドロゲルは、
(A) 同一又は異なる官能基、好ましくは同一の官能基を示す基Ax0を有するヒドロゲルを準備するステップ、
(B) 場合により、式(VI)のスペーサー試薬
Ax1-SP2-Ax2(VI)
(式中、
SP2は、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、又はC2〜50アルキニルであり、これらのC1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、場合により、-NH-、-N(C1〜4アルキル)-、-O-、-S、-C(O)-、-C(O)NH、-C(O)N(C1〜4アルキル)-、-O-C(O)-、-S(O)-、-S(O)2-、4〜7員のヘテロシクリル、フェニル、及びナフチルからなる群から選択される、1つ以上の基により中断されており、
Ax1は、ヒドロゲルのAx0と反応する官能基であり、
Ax2は、官能基である)
をステップ(A)に由来するヒドロゲルのAx0に、共有結合によりコンジュゲートするステップ、
(C) ステップ(A)又はステップ(B)のヒドロゲルを式(VII)の試薬
Ax3-Z (VII)
(式中、
Ax3は、官能基であり、
Zは、10Da〜1000kDaの範囲の分子量を有する不活性部分である)
と反応させるステップ、
を含む方法により修飾され、
こうして、最大でもAx0又はAx2の99mol%が、Ax3と反応する。
好ましくは、ステップ(A)のAx0は、マレイミド、アミン(-NH2又は-NH-)、ヒドロキシル(-OH)、チオール(-SH)、カルボキシル(-COOH)、及び活性化カルボキシル(-COY1)(式中、Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される)からなる群から選択される。
より好ましくは、ステップ(A)のAx0は、アミン又はマレイミドである。
ポリマープロドラッグのヒドロゲル担体が上記の方法によって得られる場合、ステップ(A)の官能基Ax0は、少なくとも1種のバックボーン試薬のアミンに相当することが理解される。
好ましい実施形態では、ステップ(A)のAx0はアミンであり、ステップ(B)のAx1は、ClSO2-、R1(C=O)-、I-、Br-、Cl-、SCN-、CN-、O=C=N-、Y1-(C=O)-、Y1-(C=O)-NH-、又はY1-(C=O)-O-であり、
式中、
R1は、H、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、C2〜6アルキニル、C3〜8シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、又はテトラリニルであり、
Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される。
別の好ましい実施形態では、ステップ(A)のAx0はヒドロキシル基(-OH)であり、ステップ(B)のAx1は、O=C=N-、I-、Br-、SCN-、又はY1-(C=O)-NH-であり、
式中、Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される。
別の好ましい実施形態では、ステップ(A)のAx0は、カルボン酸(-(C=O)OH)であり、ステップ(B)のAx1は、一級アミン又は二級アミンである。
別の好ましい実施形態では、ステップ(A)のAx0は、マレイミドであり、ステップ(B)のAx1は、チオールである。
より好ましくは、ステップ(A)のAx0はアミンであり、ステップ(B)のAx1はY1-(C=O)-、Y1-(C=O)-NH-、又はY1-(C=O)-O-であり、最も好ましくはステップ(A)のAx0はアミンであり、ステップ(B)のAx1はY1-(C=O)-である。
ステップ(B)のAx1は、場合により、保護形態で存在していてもよい。
活性化カルボン酸を得るための適切な活性化試薬は、例えばN,N'-ジシクロヘキシル-カルボジイミド(DCC)、1-エチル-3-カルボジイミド(EDC)、ベンゾトリアゾール-1-イル-オキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBOP)、ブロモトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBrOP)、1-シアノ-2-エトキシ-2-オキソエチリデンアミノオキシ)ジメチルアミノ-モルホリノ-カルベニウムヘキサフルオロホスフェート(COMU)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)、1-ヒドロキシ-7-アザベンゾトリアゾール(HOAT)、O-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HCTU)、1-H-ベンゾトリアゾリウム(HBTU)、(O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HATU)、及びO-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(TBTU)である。これらの試薬は市販されており、当業者に周知である。
好ましくは、ステップ(B)のAx2は、場合により保護基を有する、-マレイミド、-SH、-NH2、-SeH、-N3、-C≡CH、-CR1=CR1aR1b、-OH、-(CH=X)-R1、-(C=O)-S-R1、-(C=O)-H、-NH-NH2、-O-NH2、-Ar-X0、-Ar-Sn(R1)(R1a)(R1b)、-Ar-B(OH)(OH)、Br、I、Y1-(C=O)-、Y1-(C=O)-NH-、Y1-(C=O)-O-、
からなる群から選択され、
式中、
破線は、SP2に結合していることを示しており、
Xは、O、S、又はNHであり、
X0は、-OH、-NR1R1a、-SH、又は-SeHであり、
XHは、Cl、Br、I、又はFであり、
Arは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル又はテトラリニルであり、
R1、R1a、R1bは、互いに独立して、H、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、C2〜6アルキニル、C3〜8シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、又はテトラリニルであり、
Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される。
より好ましくは、ステップ(B)のAx2は、-NH2、マレイミド、又はチオールであり、最も好ましくは、ステップ(B)のAx2はマレイミドである。同等に好ましいのは、ステップ(B)のAx2がチオールである。
ステップ(B)のAx2は、場合により、保護形態で存在していてもよい。
ステップ(A)のヒドロゲルが、共有結合によりスペーサー部分にコンジュゲートされている場合、得られたヒドロゲル-スペーサー部分コンジュゲートは、式(VIII)
(式中、
破線は、ステップ(A)のヒドロゲルに結合していることを示しており、
Ay1は、Ax0とAx1との間に形成されている結合であり、
SP2及びAx2は、式(VI)と同様に使用される)
のものである。
好ましくは、式(VIII)のAy1は、安定な結合である。
好ましくは、式(VIII)のAy1は、
(式中、
アスタリスクにより印が付けられている破線は、ヒドロゲルに結合していることを示しており、
印のない破線は、SP2に結合していることを示している)
からなる群から選択される。
適切な反応条件は、実施例の項目において記載されており、当業者に公知である。
方法ステップ(B)は、塩基の存在下で実施することができる。適切な塩基には、慣用的な無機塩基又は有機塩基が含まれる。これらには、好ましくは、アルカリ土類金属又はアルカリ金属水素化物、水酸化物、アミド、アルコキシド、酢酸塩、炭酸塩又は重炭酸塩(例えば、水素化ナトリウム、ナトリウムアミド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムtert-ブトキシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム、酢酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム又は炭酸アンモニウムなど)、及び第三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチルベンジルアミン、ピリジン、N-メチルピペリジン、N-メチルモルホリン、N,N-ジメチルアミノピリジン、ジアザビシクロオクタン(DABCO)、ジアザビシクロノネン(DBN)、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、又はコリジンなど)が含まれる。
方法ステップ(B)は、溶媒の存在下で実施することができる。本発明の方法ステップ(B)を実施するのに適した溶媒には、有機溶媒が含まれる。これらには、好ましくは、水、及び脂肪族、脂環状又は芳香族炭化水素(例えば、石油エーテル、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン又はデカリンなど)、ハロゲン化炭化水素(例えば、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン又はトリクロロエタンなど)、アルコール(メタノール、エタノール、n-又はi-プロパノール、n-、i-、sec-又はtert-ブタノール、エタンジオール、プロパン-1,2-ジオール、エトキシエタノール、メトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルエーテル、ジエチレングリコールなど)、アセトニトリル、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N-ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、ニトロベンゼン、ヘキサメチルホスホルアミド(HMPT)、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミジノン(DMPU)、酢酸エチル、アセトン、ブタノン、エーテル(ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルt-ブチルエーテル、メチルt-アミルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、又はアニソールなど)、又はそれらの混合物が含まれる。好ましくは、溶媒は、水、アセトニトリル、及びN-メチル-2-ピロリドンからなる群から選択される。
好ましくは、ステップ(C)のAx3は、-SH、-NH2、-SeH、-マレイミド、-C≡CH、-N3、-CR1=CR1aR1b、-(C=X)-R1、-OH、-(C=O)-S-R1、-NH-NH2、-O-NH2、-Ar-Sn(R1)(R1a)(R1b)、-Ar-B(OH)(OH)、-Ar-X0、
からなる群から選択され、
式中、
破線は、Zに結合していることを示しており、
Xは、O、S、又はNHであり、
X0は、-OH、-NR1R1a、-SH、又は-SeHであり、
R1、R1a、R1bは、互いに独立して、H、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、C2〜6アルキニル、C3〜8シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、又はテトラリニルであり、
Arは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、又はテトラリニルであり、
Y1は、活性化カルボン酸、活性化カーボネート、又は活性化カルバメートであり、好ましくは、Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される。
好ましい実施形態では、Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線、b及びXHは、上記の通り使用される)
から選択される。
より好ましくは、ステップ(C)のAx3は-SH又は-マレイミドであり、最も好ましくはステップ(C)のAx3は-SHである。
別の好ましい実施形態では、ステップ(C)のAx3は式(aI)
(式中、
破線は、式(VII)のZに結合していることを示しており、
PG0は、硫黄活性化部分であり、
Sは、硫黄である)
である。
好ましくは、式(aI)のPG0は、
からなる群から選択され、
式中、
破線は、式(aI)の硫黄に結合していることを示しており、
Arは、場合によりさらに置換されている、芳香族部分であり、
R01、R02、R03、R04は、互いに独立して、-H、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、又はC2〜50アルキニルであり、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、同一又は異なる1つ以上のR3により場合により置換されており、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、-Q-、-C(O)O-、-O-、-C(O)-、-C(O)N(R4)-、-S(O)2N(R4)-、-S(O)N(R4)-、-S(O)2-、-S(O)-、-N(R4)S(O)2N(R4a)-、-S-、-N(R4)-、-OC(O)R4、-N(R4)C(O)-、-N(R4)S(O)2-、-N(R4)S(O)-、-N(R4)C(O)O-、-N(R4)C(O)N(R4a)-、及び-OC(O)N(R4R4a)からなる群から選択される1つ以上の基によって場合により中断されており、
Qは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、及び8〜11員のヘテロビシクリルからなる群から選択され、Tは、同一又は異なる1つ以上のR3により場合により置換されており、
R3は、ハロゲン、-CN、オキソ(=O)、-COOR5、-OR5、-C(O)R5、-C(O)N(R5R5a)、-S(O)2N(R5R5a)、-S(O)N(R5R5a)、-S(O)2R5、-S(O)R5、-N(R5)S(O)2N(R5aR5b)、-SR5、-N(R5R5a)、-NO2、-OC(O)R5、-N(R5)C(O)R5a、-N(R5)S(O)2R5a、-N(R5)S(O)R5a、-N(R5)C(O)OR5a、-N(R5)C(O)N(R5aR5b)、-OC(O)N(R5R5a)、又はC1〜6アルキルであり、C1〜6アルキルは、同一又は異なる1つ以上のハロゲンにより場合により置換されており、
R4、R4a、R5、R5a、R5bは、-H又はC1〜6アルキルからなる群から独立して選択され、C1〜6アルキルは、同一又は異なる1つ以上のハロゲンにより場合により置換されている。
好ましくは、R01、R03、及びR04は、互いに独立して、C1〜6アルキルである。
好ましくは、R02は、H及びC1〜6アルキルから選択される。
好ましくは、Arは、
からなる群から選択され、
式中、
破線は、式(aI)のPG0の残りに結合していることを示しており、
Wは、互いに独立して、O、S、又はNであり、
W'は、Nであり、
この場合、Arは、NO2、Cl及びFからなる群から独立して選択される1つ以上の置換基により場合により置換されている。
より好ましくは、式(aI)のPG0は、
からなる群から選択され、
式中、
破線は、式(aI)の硫黄に結合していることを示しており、
Ar、R01、R02、R03、及びR04は、上記の通り使用される。
より好ましくは、式(aI)のPG0は、
であり、
式中、
破線は、式(aI)の硫黄に結合していることを示している。
ステップ(C)のAx3は、場合により、保護形態で存在していてもよい。
ステップ(B)のAx2とステップ(C)のAx3との好ましい組み合わせは、以下である。
表中、
Xは、O、S、又はNHであり、
X0は、-OH、-NR1R1a、-SH、又は-SeHであり、
R1、R1a、R1bは、互いに独立して、H、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、C2〜6アルキニル、C3〜8シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、及びテトラリニルからなる群から選択され、
Arは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、又はテトラリニルである。
別の好ましい実施形態では、Ax2は-SHであり、Ax3は式(aI)であり、式中、PG0は、式(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、又は(viii)である。より好ましくは、式(aI)のPG0は、式(i)、(ii)、(iii)、(iv)、又は(v)であり、さらにより好ましくは、式(aI)のPG0は、式(i)である。最も好ましくは、式(aI)のPG0は、
(式中、
破線は、式(aI)の硫黄に結合していることを示している)
である。
好ましい一実施形態では、ステップ(B)のAx2はアミンであり、ステップ(C)のAx3はY1-(C=O)-、Y1-(C=O)-NH-、又はY1-(C=O)-O-であり、最も好ましくはステップ(B)のAx2はアミンであり、ステップ(C)のAx3はY1-(C=O)-である。
別の好ましい実施形態では、ステップ(B)のAx2は、マレイミドであり、ステップ(C)のAx3は、-SHである。
一実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、ステップ(A)のAx0はアミンであり、ステップ(C)のAx3は、ClSO2-、R1(C=O)-、I-、Br-、Cl-、SCN-、CN-、O=C=N-、Y1-(C=O)-、Y1-(C=O)-NH-、又はY1-(C=O)-O-であり、
式中、
R1は、H、C1〜6アルキル、C2〜6アルケニル、C2〜6アルキニル、C3〜8シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、又はテトラリニルであり、
Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される。
別の実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、ステップ(A)のAx0はヒドロキシル基(-OH)であり、ステップ(C)のAx3は、O=C=N-、I-、Br-、SCN-、又はY1-(C=O)-NH-であり、
Y1は、式(f-i)〜(f-vi)
(式中、
破線は、分子の残りに結合していることを示しており、
bは、1、2、3又は4であり、
XHは、Cl、Br、I、又はFである)
から選択される。
別の実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、ステップ(A)のAx0はカルボン酸(-(C=O)OH)であり、ステップ(C)のAx3は一級アミン又は二級アミンである。
別の実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、ステップ(A)のAx0はアミンであり、ステップ(C)のAx3はY1-(C=O)-、Y1-(C=O)-NH-、又はY1-(C=O)-O-である。
別の実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、ステップ(A)のAx0はマレイミドであり、ステップ(C)のAx3はチオールである。
好ましい実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、ステップ(A)のAx0はアミンであり、ステップ(C)のAx3はY1-(C=O)-である。
別の好ましい実施形態では、場合によるステップ(B)は行われず、Ax0は-SHであり、Ax3は式(aI)のものであり、式中、PG0は、式(i)、(ii)、(iii)、(iv)、(v)、(vi)、又は(viii)である。より好ましくは、式(aI)のPG0は、式(i)、(ii)、(iii)、(iv)、又は(v)であり、さらにより好ましくは、式(aI)のPG0は、式(i)である。最も好ましくは、式(aI)のPG0は、式
(式中、
破線は、式(aI)の硫黄に結合していることを示している)
である。
ステップ(C)から得られたヒドロゲルは、式(IXa)又は(IXb)の構造
(式中、
破線は、ステップ(A)のヒドロゲルに結合していることを示しており、
Ay0は、Ax0とAx3との間に形成される結合であり、
Ay1は、式(VIII)と同様に使用され、
Ay2は、Ax2とAx3との間に形成される結合であり、
SP2は、式(VI)と同様に使用され、
Zは、式(VII)と同様に使用される)
を有する。
好ましくは、ステップ(A)のAy0及び式(IXb)のAy2は、アミド、カルバメート、
(式中、
アスタリスクにより印が付けられている破線は、それぞれ、ヒドロゲル又はSP2に結合していることを示しており、
印のない破線は、式(VII)のZに結合していることを示している)
からなる群から選択される。
一実施形態では、ステップ(C)のZは、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、C2〜50アルキニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、及びテトラリニルからなる群から選択され、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、C2〜50アルキニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、8〜11員のヘテロビシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、及びテトラリニルは、同一又は異なる1つ以上のR10により場合により置換されており、且つC1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、T、-C(O)O-、-O-、-C(O)-、-C(O)N(R9)-、-S(O)2N(R9)-、-S(O)N(R9)-、-S(O)2-、-S(O)-、-N(R9)S(O)2N(R9a)-、-S-、-N(R9)-、-OC(O)R9、-N(R9)C(O)-、-N(R9)S(O)2-、-N(R9)S(O)-、-N(R9)C(O)O-、-N(R9)C(O)N(R9a)-、及び-OC(O)N(R9R9a)からなる群から選択される1つ以上の基により、場合により中断されており、
式中、
R9、R9aは、H、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルからなる群から独立して選択され、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、同一又は異なる1つ以上のR10により場合により置換されており、これらのC1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、T、-C(O)O-、-O-、-C(O)-、-C(O)N(R11)-、-S(O)2N(R11)-、-S(O)N(R11)-、-S(O)2-、-S(O)-、-N(R11)S(O)2N(R11a)-、-S-、-N(R11)-、-OC(O)R11、-N(R11)C(O)-、-N(R11)S(O)2-、-N(R11)S(O)-、-N(R11)C(O)O-、-N(R11)C(O)N(R11a)-、及び-OC(O)N(R11R11a)からなる群から選択される1つ以上の基によって場合により中断されており、
Tは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員のヘテロシクリル、及び8〜11員のヘテロビシクリルからなる群から選択され、この場合、Tは、同一又は異なる1つ以上のR10により場合により置換されており、
R10は、ハロゲン、CN、オキソ(=O)、COOR12、OR12、C(O)R12、C(O)N(R12R12a)、S(O)2N(R12R12a)、S(O)N(R12R12a)、S(O)2R12、S(O)R12、N(R12)S(O)2N(R12aR12b)、SR12、N(R12R12a)、NO2、OC(O)R12、N(R12)C(O)R12a、N(R12)S(O)2R12a、N(R12)S(O)R12a、N(R12)C(O)OR12a、N(R12)C(O)N(R12aR12b)、OC(O)N(R12R12a)、又はC1〜6アルキルであり、C1〜6アルキルは、同一又は異なる1つ以上のハロゲンにより場合により置換されており、
R11、R11a、R12、R12a、R12bは、互いに独立して、H及びC1〜6アルキルからなる群から選択され、C1〜6アルキルは、同一又は異なる1つ以上のハロゲンにより場合により置換されている。
別の実施形態では、ステップ(C)のZは、0.5kDa〜1000kDaの範囲の分子量、好ましくは、0.5〜500kDaの範囲の分子量、より好ましくは0.75〜250kDaの範囲、さらにより好ましくは1〜100kDaの範囲、さらにより好ましくは5〜60kDaの範囲、さらにより好ましくは10〜50の範囲の分子量を有する不活性ポリマーであり、最も好ましくは、Zは、40kDaの分子量を有する。
好ましくは、ステップ(C)のZは、2-メタクリロイル-オキシエチルホスホリルコリン、ポリ(アクリル酸)、ポリ(アクリレート)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(アルキルオキシ)ポリマー、ポリ(アミド)、ポリ(アミドアミン)、ポリ(アミノ酸)、ポリ(無水物)、ポリ(アスパルトアミド)、ポリ(酪酸)、ポリ(グリコール酸)、ポリブチレンテレフタレート、ポリ(カプロラクトン)、ポリ(カーボネート)、ポリ(シアノアクリレート)、ポリ(ジメチルアクリルアミド)、ポリ(エステル)、ポリ(エチレン)、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチルホスフェート)、ポリ(エチルオキサゾリン)、ポリ(グリコール酸)、ポリ(ヒドロキシエチルアクリレート)、ポリ(ヒドロキシエチル-オキサゾリン)、ポリ(ヒドロキシメタクリレート)、ポリ(ヒドロキシプロピルメタクリルアミド)、ポリ(ヒドロキシプロピルメタクリレート)、ポリ(ヒドロキシプロピルオキサゾリン)、ポリ(イミノカーボネート)、ポリ(乳酸)、ポリ(乳酸-co-グリコール酸)、ポリ(メタクリルアミド)、ポリ(メタクリレート)、ポリ(メチルオキサゾリン)、ポリ(有機ホスファゼン)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(オキサゾリン)、ポリ(プロピレングリコール)、ポリ(シロキサン)、ポリ(ウレタン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルアミン)、ポリ(ビニルメチルエーテル)、ポリ(ビニルピロリドン)、シリコーン、セルロース、カルボメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、キチン、キトサン、デキストラン、デキストリン、ゼラチン、ヒアルロン酸及び誘導体、官能基化ヒアルロン酸、マンナン、ペクチン、ラムノガラクツロナン、デンプン、ヒドロキシアルキルデンプン、ヒドロキシエチルデンプン、及び他の炭水化物ベースのポリマー、キシラン、及びそれらのコポリマーからなる群から選択される不活性ポリマーである。
好ましい実施形態では、ステップ(C)のZは、少なくとも70%のPEGを含む、直鎖又は分岐のPEGベースの不活性ポリマー、又は少なくとも70%のヒアルロン酸を含むヒアルロン酸ベースのポリマーである。より好ましくは、ステップ(C)のZは、少なくとも70%のPEG、さらにより好ましくは少なくとも80%のPEG、最も好ましくは少なくとも90%のPEGを含む、直鎖又は分岐のPEGベースの不活性ポリマーである。
別の好ましい実施形態では、ステップ(C)のZは、両イオン性ポリマーである。好ましくは、そのような両イオン性ポリマーは、ポリ(アミノ酸)及び/又はポリ(アクリレート)を含む。
本明細書で使用する場合、用語「両性イオン」及び「両イオン性の」とは、該分子内若しくは部分の異なる位置において、同時に陽電荷及び陰電荷を有する、中性分子又は部分を指す。
Zhangら(Nature Biotechnology、2013年、31巻、6号、553〜557頁)によれば、両イオン性ポリマーから作製されたヒドロゲルは、異物反応に耐性を示す。
ステップ(C)は、ステップ(A)又はステップ(B)のヒドロゲルを、Ax0又はAx2の99mol%以下がAx3と反応するように、式(VII)の試薬と反応させるステップを含む。これは、例えば、Ax0又はAx2に対して、最大でも0.99化学当量の式(VII)の試薬をステップ(A)又は(B)のヒドロゲルと反応させることにより、達成することができる。
0.99を超える化学当量の反応を防ぐため、Ax0又はAx2に対して最大でも化学当量0.99の量の式(VII)の試薬を使用し得るか、或いは、とりわけ0.99の化学当量超えで使用する場合、反応速度をモニターして、Ax0又はAx2に対して最大でも0.99の化学当量が反応した場合、反応を中断する。不活性部分Zの立体障害、疎水特性、又は他の特徴などの物理的制約によってもやはり、もっと多くの化学当量が反応に添加された場合でさえも、0.99以下の化学当量しか、Ax0又はAx2と反応することができないことがあることが理解される。
好ましくは、ステップ(C)は、80mol%以下のAx0又はAx2しかAx3と反応しないように、さらにより好ましくは、60mol%以下のAx0又はAx2しかAx3と反応しないように、さらにより好ましくは、40mol%以下のAx0又はAx2しかAx3と反応しないように、さらにより好ましくは、20mol%以下のAx0又はAx2しかAx3と反応しないように、最も好ましくは、15mol%以下のAx0又はAx2しかAx3と反応しないように、ステップ(A)又はステップ(B)のヒドロゲルを式(VII)の試薬と反応させるステップを含む。
これは、例えば、Ax0又はAx2に対して、最大でも0.8、0.6、0.4、0.2、又は0.15化学当量の式(VII)の試薬をステップ(A)又は(B)のヒドロゲルとそれぞれ反応させることにより、達成することができる。
より多くの化学当量の反応を防止する方法は、上に記載されている。
ステップ(A)、及びステップ(C)後の物質Ax0の量の測定に基づいて、反応したAx0の物質量を、式(1)を用いて算出することができる。
(1) 反応したAx0の物質量(mmol/g)=(Ax0 1-Ax0 2)/(Ax0 2×MWZ+1)
(式中、
Ax0 1は、ステップ(A)のヒドロゲルの官能基Ax0の物質量(mmol/g)であり、
Ax0 2は、ステップ(C)後のヒドロゲルの官能基Ax0の物質量(mmol/g)であり、
MWZは、Zの分子量(g/mmol)である)
場合によるスペーサー試薬が、共有結合によりステップ(A)のヒドロゲルにコンジュゲートされている場合、反応したAx2数の計算は、同じように行われる。
ステップ(A)のヒドロゲルの官能基Ax0に対する反応した官能基Ax0の割合は、式(2)によって算出される。
(2) 反応したAx0のmol%=100×[(Ax0 1-Ax0 2)/(Ax0 2×MWZ+1)]/Ax0 1
(式中、変数は、上記の通り使用される)
一実施形態では、ステップ(C)のZは、ヒドロゲルの表面にコンジュゲートされている。これは、試薬Ax3-Zが大き過ぎてヒドロゲルの細孔又はネットワークに入ることができないよう、上記試薬のサイズ及び構造を選択することにより、達成することができる。したがって、Ax3-Zの最小サイズは、ヒドロゲルの特性に依存する。しかし、当業者であれば、標準的な実験を使用する、例えば固定相としてヒドロゲルを用いるサイズ排除クロマトグラフィーを使用することによって、試薬Ax3-Zがヒドロゲル内に入り込むことができるかどうか、試験する方法を認識している。
生物活性部分は、可逆性プロドラッグリンカーを介してポリマープロドラッグのヒドロゲルに結合している。ポリマープロドラッグの可逆性プロドラッグリンカーは、同一又は異なっていてよい。好ましくは、ポリマープロドラッグの可逆性プロドラッグリンカーは、同一である。
好適な可逆性プロドラッグリンカー部分は、対応する生物活性部分の薬物中に存在する1種以上の官能基に応じて選択することができる。好適な可逆性プロドラッグリンカー部分は、当業者に知られており、好ましい例は、以下の節に示される。
好ましい一実施形態において、ポリマー担体を生物活性部分に結合している可逆性プロドラッグリンカー部分は、痕跡を残さないプロドラッグリンカーである。好ましくは、ポリマープロドラッグの可逆性プロドラッグリンカー部分は全て、痕跡を残さないプロドラッグリンカーである。
アミン含有薬物のための好ましい可逆性プロドラッグリンカー部分は、WO-A 2005/099768に記載されている。従って、一般式(II)及び(III)から選択される以下の下位構造は、可逆性プロドラッグリンカー-生物活性部分コンジュゲート:
(式中、
破線は、ポリマー担体又はポリマー担体に結合しているスペーサー部分との結合を示しており、式(II)及び(III)のX、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、R2、R3、R4、Nu、W、m、及びDは、次の意味を有し、
Dは、-O-(C=O)-N-;-O-(C=S)-N-;-S-(C=O)-N-;又は-S-(C=S)-N-結合を形成することによって、式(II)又は(III)に示された下位構造の残りに結合しているアミン含有生物活性部分であり;
Xは、スペーサー部分R5-Y6であり;
Y1及びY2は、それぞれ独立にO、S又はNR6であり;
Y3は、O又はSであり;
Y4は、O、NR6、又は-C(R7)(R8)-であり;
Y5は、O又はSであり;
Y6は、O、S、NR6、スクシンイミド、マレイミド、不飽和炭素-炭素結合若しくは遊離電子対を含有するヘテロ原子であり、又は存在せず;
R2及びR3は、水素、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル基、アリール、置換アリール、置換又は非置換ヘテロアリール、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン、カルボキシ基、カルボキシアルキル基、アルキルカルボニル基及びカルボキサミドアルキル基からなる群から独立に選択され;
R4は、水素、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル、アリール、置換アリール、置換又は非置換ヘテロアリール、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルコキシ、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状ヘテロアルキルオキシ、アリールオキシ又はヘテロアリールオキシ、シアノ基及びハロゲンからなる群から選択され;
R5は、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル、アリール、置換アリール、置換又は非置換ヘテロアリールから選択され;
R6は、水素、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル、アリール、置換アリール、及び置換又は非置換ヘテロアリールから選択され;
R7及びR8は、それぞれ独立に、水素、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル、アリール、置換アリール、置換又は非置換ヘテロアリール、カルボキシアルキル基、アルキルカルボニル基、カルボキサミドアルキル基、シアノ基、及びハロゲンからなる群から選択され;
Wは、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル、アリール、置換アリール、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状ヘテロアルキル、置換又は非置換ヘテロアリールから選択され;
Nuは、求核基であり;
mは、0、1、2、3、4、5、又は6であり、
Arは、多置換芳香族炭化水素又は多置換芳香族複素環である)
のための好ましい実施形態である。
場合によって、式(II)又は(III)の可逆性プロドラッグリンカー-生物活性部分コンジュゲートは、さらに置換されている。
好ましくは、式(II)及び(III)のNuは、1級、2級及び3級アミン;チオール;カルボン酸;ヒドロキシルアミン;ヒドラジン;及び窒素含有ヘテロアリールからなる群から選択される。
好ましくは、式(II)及び(III)のArは、以下の構造:
(式中、それぞれのBは、O、S、Nから独立に選択される)
の1つから選択される。
好ましくは、式(II)及び(III)のR2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及びWは、水素、メチル、エチル、エトキシ、メトキシ、及び他のC1〜6直鎖、環状又は分岐アルキル及びヘテロアルキルから独立に選択される。
アミン含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2006/136586に記載されている。従って、一般式(IV)、(V)及び(VI)から選択される以下の下位構造は、可逆性プロドラッグリンカー生物活性部分コンジュゲート:
(式中、破線は、ヒドロゲル又はヒドロゲルに結合しているスペーサー部分との結合を示し、式中、式(IV)、(V)及び(VI)のX、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12及びDは、以下の意味を有し、
Dは、アミン含有生物活性部分であり;
Xは、スペーサーR13-Y1であり;
Y1は、O、S、NR6、スクシンイミド、マレイミド、不飽和炭素-炭素結合若しくは遊離電子対を含有するヘテロ原子であり、又は、Y1は、存在せず;
R2及びR3は、水素、アシル基、及びヒドロキシル基のための保護基から独立に選択され;
R4からR12は、水素、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル、アリール、置換アリール、置換又は非置換ヘテロアリール、シアノ、ニトロ、ハロゲン、カルボキシ、及びカルボキサミドから独立に選択され;
R13は、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状アルキル又はヘテロアルキル、アリール、置換アリール、置換又は非置換ヘテロアリールから選択される)
のための好ましい実施形態である。
場合によって、式(IV)、(V)又は(VI)の可逆性プロドラッグリンカー-生物活性部分コンジュゲートは、さらに置換されている。
1級アミン又は2級アミン含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2009/095479に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、プロドラッグコンジュゲートD-Lによって示され、ここで、
-Dは、1級アミン又は2級アミン含有生物活性部分であり;
-Lは、式(VII)によって表される非生物活性リンカー部分-L1であり、
ここで、破線は、アミド結合を形成することによるアミン含有生物活性部分Dの1級又は2級アミノ基への結合を示し;ここで、式(VII)のX、X1、X2、R1、R1a、R2、R2a、R3、及びR3aは、以下の意味を有し、
Xは、C(R4R4a); N(R4); O; C(R4R4a)-C(R5R5a); C(R5R5a)-C(R4R4a); C(R4R4a)-N(R6); N(R6)-C(R4R4a); C(R4R4a)-O;又はO-C(R4R4a)であり;
X1は、C;又はS(O)であり;
X2は、C(R7、R7a);又はC(R7、R7a)-C(R8、R8a)であり;
X3は、O-、S-、又はN-CNであり;
R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、R4a、R5、R5a、R6、R7、R7a、R8、R8aは、H;及びC1〜4アルキルからなる群から独立に選択され;又は
場合によって、ペアR1a/R4a、R1a/R5a、R4a/R5a、R4a/R5a、R7a/R8aの1つ以上は、化学結合を形成し;
場合によって、ペアR1/R1a、R2/R2a、R4/R4a、R5/R5a、R7/R7a、R8/R8aの1つ以上は、それらが結合している原子と一緒になってC3〜7シクロアルキル;又は4〜7員ヘテロシクリルを形成し;
場合によって、ペアR1/R4、R1/R5、R1/R6、R4/R5、R7/R8、R2/R3の1つ以上は、それらが結合している原子と一緒になって環Aを形成し;
場合によって、R3/R3aは、それらが結合している窒素原子と一緒になって4〜7員複素環を形成し;
Aは、フェニル;ナフチル;インデニル;インダニル;テトラリニル; C3〜10シクロアルキル; 4〜7員ヘテロシクリル;及び9〜11員ヘテロビシクリルからなる群から選択され;
ここで、L1は、1個の基L2-Zで置換されており、式(VII)中のアスタリスクの付いた水素が、置換基で置き換えられていないこと、好ましくは、R3及びR3aが、互いに独立にHであるか、SP3混成炭素原子を介してNに結合していることを条件として、場合によってさらに置換されており、
ここで、
L2は、単化学結合又はスペーサーであり;
Zは、ポリマープロドラッグのポリマー担体である。
好ましくは、式(VII)のX3は、Oである。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(VII)のR1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、X、又はX2のいずれか1つに結合している。
式(VII)中のアスタリスクの付いた水素が、置換基で置き換えられていないことを条件として、場合によって、式(VII)におけるL1は、さらに置換されている。好ましくは、1つ以上のさらなる場合による置換基は、ハロゲン、CN、COOR9、OR9、C(O)R9、C(O)N(R9R9a)、S(O)2N(R9R9a)、S(O)N(R9R9a)、S(O)2R9、S(O)R9、N(R9)S(O)2N(R9aR9b)、SR9、N(R9R9a)、NO2、OC(O)R9、N(R9)C(O)R9a、N(R9)S(O)2R9a、N(R9)S(O)R9a、N(R9)C(O)OR9a、N(R9)C(O)N(R9aR9b)、OC(O)N(R9R9a)、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニル、からなる群から独立に選択され、
ここで、T、C1〜50アルキル、C2〜50アルケニル、及びC2〜50アルキニルは、同一又は異なる1個以上のR10で場合によって置換されており、ここで、C1〜50アルキル; C2〜50アルケニル;及びC2〜50アルキニルは、T、-C(O)O-;-O-;-C(O)-;-C(O)N(R11)-;-S(O)2N(R11)-;-S(O)N(R11)-;-S(O)2-;-S(O)-;-N(R11)S(O)2N(R11a)-;-S-;-N(R11)-;-OC(O)R11;-N(R11)C(O)-;-N(R11)S(O)2-;-N(R11)S(O)-;-N(R11)C(O)O-;-N(R11)C(O)N(R11a)-;及び-OC(O)N(R11R11a);からなる群から選択される1個以上の基によって場合によって中断されており;
Tは、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、C3〜10シクロアルキル、4〜7員ヘテロシクリル、及び9〜11員ヘテロビシクリルからなる群から選択され、ここで、Tは、同一又は異なる1個以上のR10で場合によって置換されており、
R9、R9a、R9bは、H; T;及びC1〜50アルキル; C2〜50アルケニル;及びC2〜50アルキニルからなる群から独立に選択され、
R10は、ハロゲン、CN、オキソ(=O)、COOR12、OR12、C(O)R12、C(O)N(R12R12a)、S(O)2N(R12R12a)、S(O)N(R12R12a)、S(O)2R12、S(O)R12、N(R12)S(O)2N(R12aR12b)、SR12、N(R12R12a)、NO2、OC(O)R12、N(R12)C(O)R12a、N(R12)S(O)2R12a、N(R12)S(O)R12a、N(R12)C(O)OR12a、N(R12)C(O)N(R12aR12b)、OC(O)N(R12R12a)、又はC1〜6アルキル、であり、ここで、C1〜6アルキルは、1個以上のハロゲン(これらは、同一又は異なっている)で場合によって置換されており、
R11、R11a、R12、R12a、R12bは、H;又はC1〜6アルキルからなる群から独立に選択され、ここで、C1〜6アルキルは、1個以上のハロゲン(これらは、同一又は異なっている)で場合によって置換されている。
用語「中断された」は、2個の炭素の間に、1個の基が挿入される、又は炭素鎖の末端において、炭素と水素の間に、1個の基が挿入されていることを意味する。
式(VII)による好ましい部分L1は、
(式中、
破線は、式(VII)のDとの結合を示し;
Rは、H又はC1〜4アルキルであり;
Yは、NH、O又はSであり;
R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、X、X1、X2は、式(VII)において示された意味を有する)
からなる群から選択される。
式(VII)のさらにより好ましい部分L1は、
(式中、
破線は、式(VII)のDとの結合を示し、
Rは、H又はC1〜4アルキルである)
からなる群から選択される。
別の好ましいポリマープロドラッグは、コンジュゲートD-Lによって示され、ここで、
-Dは、生物活性部分であり;
-Lは、式(VIII)によって表される非生物活性リンカー部分-L1であり、
ここで、破線は、アミド結合を形成することによる1級アミン又は2級アミン含有生物活性部分Dへの結合を示し;ここで、式(VIII)のX、R1、及びR1aは、以下の意味を有し、
Xは、H又はC1〜50アルキルであり、-NH-、-C(C1〜4アルキル)-、-O-、-C(O)-又は-C(O)NH-から選択される1個以上の基によって場合によって中断されており;
R1及びR1aは、H及びC1〜4アルキルからなる群から独立に選択され;
ここで、L1は、1個の基L2-Zで置換されており、場合によって、さらに置換されており;ここで、
L2は、単化学結合又はスペーサーであり;
Zは、ポリマープロドラッグのポリマー担体である。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(VIII)のR1、R1a又はXのいずれか1つに結合している。
場合によって、式(VIII)の下位構造は、さらに置換されている。
より好ましくは、式(VIII)のL1は、式(VIIIb)又は(VIIIc)のフラグメントの1つを含み、ここで、アスタリスクの付いた破線は、Dの芳香族アミノ基とアミド結合を形成することによるDとの結合を示し、印の付いていない破線は、式(VIII)のL1の残りとの結合を示し、ここで、式(VIIIb)及び(VIIIc)の構造は、場合によってさらに置換されている。
より好ましくは、式(VIII)のL1は、式(VIIIba)、(VIIIca)、又は(VIIIcb)のフラグメントの1つを含み、ここで、アスタリスクの付いた破線は、Dの芳香族アミノ基とアミド結合を形成することによる式(VIII)のDとの結合を示し、印の付いていない破線は、式(VIII)のLの残りに対する結合を示す。
芳香族アミン含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2011/012721に記載されている。従って、好ましい一ポリマープロドラッグは、コンジュゲートD-Lによって示され、ここで、
-Dは、生物活性部分であり;
-Lは、式(IX)
によって表される非生物活性リンカー部分-L1であり、
式中、破線は、アミド結合を形成することによる芳香族アミン含有生物活性部分Dの芳香族アミン基との結合を示し;ここで、式(IX)のX1、X2、R2及びR2aは、以下の意味を有し、
X1は、C(R1R1a)又はC3〜7シクロアルキル、4〜7員ヘテロシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、及び9〜11員ヘテロビシクリルから選択される環状フラグメントであり、
X2は、化学結合であり又はC(R3R3a)、N(R3)、O、C(R3R3a)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-N(R4)、N(R3)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-O、及びO-C(R3R3a)から選択され、
ここで、X1が環状フラグメントである場合、X2は、化学結合、C(R3R3a)、N(R3)又はOであり、
場合によって、X1が、環状フラグメントであり、X2が、C(R3R3a)である場合、式(IX)に示されたX1フラグメント及びX2フラグメントの順序は、変えることができ、
R1、R3及びR4は、H、C1〜4アルキル及び-N(R5R5a)からなる群から独立に選択され、
R1a、R2、R2a、R3a、R4a及びR5aは、H、及びC1〜4アルキルからなる群から独立に選択され、
場合によって、ペアR2a/R2、R2a/R3a、R2a/R4aの1つは、一緒になって、4〜7員の少なくとも部分的に飽和した複素環を形成し、
R5は、C(O)R6であり、
R6は、C1〜4アルキルであり、
場合によって、ペアR1a/R4a、R3a/R4a又はR1a/R3aの1つは、化学結合を形成し;
ここで、L1は、1個の基L2-Zで置換されており、場合によってさらに置換されており;ここで、
L2は、単化学結合又はスペーサーであり;
Zは、ポリマープロドラッグのポリマー担体である。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(IX)のX1、X2、R1、R1a、R2、R2a、R3、R3a、R4、R5、R5a又はR6のいずれか1つに結合している。
より好ましくは、式(IX)による部分L1は、以下の式:
(式中、破線は、生物活性部分Dとの結合を示し、
R1及びR2は、式(IX)において定義されたとおりに使用される)
から選択される。
好ましくは、式(IX)のR1a、R2、R2a、R3a、R4a及びR5aは、H、及びC1〜4アルキルからなる群から独立に選択される。
芳香族アミン含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO 2011/012722に記載されている。従って、ポリマープロドラッグのための好ましいリンカー構造は、コンジュゲートD-Lによって示され、ここで、
-Dは、生物活性部分であり;
-Lは、式(X)
によって表される非生物活性リンカー部分-L1であり、
ここで、破線は、芳香族アミン含有生物活性部分Dの芳香族アミン基との結合を示し;ここで、式(X)のX1、X2、及びR2は、以下の意味を有し、
X1は、C(R1R1a)又はC3〜7シクロアルキル、4〜7員ヘテロシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、及び9〜11員ヘテロビシクリルから選択される環状フラグメントであり;
ここで、X1が、環状フラグメントである場合、前記環状フラグメントは、2個の隣接する環原子によって組み込まれており、X1の環原子(これは、アミド結合の炭素原子に隣接している)も炭素原子であり;
X2は、化学結合であり、又はC(R3R3a)、N(R3)、O、C(R3R3a)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-N(R4)、N(R3)-C(R4R4a)、C(R3R3a)-O、及びO-C(R3R3a)から選択され;
ここで、X1が、環状フラグメントである場合、X2は、化学結合、C(R3R3a)、N(R3)又はOであり;
場合によって、X1が、環状フラグメントであり、X2が、C(R3R3a)である場合、式(X)に示されたX1フラグメント及びX2フラグメントの順序は、変えることができ、環状フラグメントは、2個の隣接する環原子によって式(X)の下位構造に組み込まれており;
R1、R3及びR4は、H、C1〜4アルキル及び-N(R5R5a)からなる群から独立に選択され;
R1a、R2、R3a、R4a及びR5aは、H、及びC1〜4アルキルからなる群から独立に選択され;
R5は、C(O)R6であり;
R6は、C1〜4アルキルであり;
場合によって、式(X)におけるアスタリスクの付いた水素が、置き換えられていないことを条件として、ペアR1a/R4a、R3a/R4a又はR1a/R3aの1つは、化学結合を形成し;
ここで、L1は、1個の基L2-Zで置換されており、式(X)におけるアスタリスクの付いた水素が、置き換えられていないことを条件として、場合によってさらに置換されており;ここで、
L2は、単化学結合又はスペーサーであり;
Zは、ポリマープロドラッグのポリマー担体である。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(X)のX1、X2、R1、R1a、R2、R3、R3a、R4、R5、R5a又はR6のいずれか1つと結合している。
より好ましくは、式(X)の部分L1は、式(i)から(xxix)まで:
(式中、破線は、Dとの結合を示し、
R1、R1a、R2、R3、及びR5は、式(X)に定義されたとおり使用されている)
からなる群から選択される。
Dの芳香族フラグメントのアミノ置換基は、L1の右側のカルボニルフラグメント(-C(O)-) (式(X)に示されているような)と一緒になって、L1とDの間にアミド結合を形成する。従って、式(X)のD及びL1は、一般構造Y1-C(O)-N(R)-Y2のアミドフラグメントによって結合(化学的に結合)している。Y1は、式(X)の下位構造の残りの部分を示しており、Y2は、Dの芳香族フラグメントを示している。Rは、置換基、例えばC1〜4アルキルであり、又は好ましくは水素である。
上記に示されたように、式(X)のX1は、C3〜7シクロアルキル、フェニル又はインダニルなどの環状フラグメントであってもよい。X1が、このような環状フラグメントである場合、それぞれの環状フラグメントは、2個の隣接する環原子(前記環状フラグメントの)を介して式(X)のL1中に組み込まれている。例えば、X1が、フェニルである場合、L1のフェニルフラグメントは、第2の(フェニル)環原子に対してα位にある(隣接する)第1の(フェニル)環原子を介して、L1のX2に結合しており、これは、それ自体、式(X)によるL1の右側のカルボニルフラグメント、即ち、Dの芳香族アミノ基と一緒にアミド結合を形成するカルボニルフラグメントの炭素原子に結合している。
好ましくは、式(X)のL1は、以下のとおり定義される。
X1は、C(R1R1a)、シクロヘキシル、フェニル、ピリジニル、ノルボルネニル、フラニル、ピロリル、又はチエニルであり、
ここで、X1が、環状フラグメントである場合、前記環状フラグメントは、2個の隣接する環原子を介して式(X)のL1中に組み込まれており;
X2は、化学結合であり、又はC(R3R3a)、N(R3)、O、C(R3R3a)-O又はC(R3R3a)-C(R4R4a)から選択され;
R1、R3及びR4は、H、C1〜4アルキル及び-N(R5R5a)から独立に選択され;
R1a、R3a、R4a及びR5aは、H及びC1〜4アルキルから独立に選択され;
R2は、C1〜4アルキルであり;
R5は、C(O)R6であり;
R6は、C1〜4アルキルであり;
より好ましくは、式(X)のL1は、以下の式(i)から(xxix)まで:
(式中、破線は、Dとの結合を示し、
R5は、C(O)R6であり、
R1、R1a、R2、R3及びR6は、互いに独立にC1〜4アルキルである)
から選択される。
ヒドロキシル含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO 2011/012721に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、式(XI):
(式中、
Dは、前記ヒドロキシル基の酸素を介して部分Z0に結合している、式(XI)のO、すなわち、酸素を含むヒドロキシル含有生物活性部分であり、ここで、式(XI)のZ0は、次の意味を有し、
Z0は、C(O)-X0-Z1;C(O)O-X0-Z1;S(O)2-X0-Z1;C(S)-X0-Z1;S(O)2O-X0-Z1;S(O)2N(R1)-X0-Z1;CH(OR1)-X0-Z1;C(OR1)(OR2)-X0-Z1;C(O)N(R1)-X0-Z1;P(=O)(OH)O-X0-Z1;P(=O)(OR1)O-X0-Z1;P(=O)(SH)O-X0-Z1;P(=O)(SR1)O-X0-Z1;P(=O)(OR1)-X0-Z1;P(=S)(OH)O-X0-Z1;P(=S)(OR1)O-X0-Z1;P(=S)(OH)N(R1)-X0-Z1;P(=S)(OR1)N(R2)-X0-Z1;P(=O)(OH)N(R1)-X0-Z1;又はP(=O)(OR1)N(R2)-X0-Z1;であり;
R1、R2は、C1〜6アルキルからなる群から独立に選択され;又は
R1、R2は、一緒になってC1〜6アルキレン架橋基を形成し;
X0は、(X0A)m1-(X0B)m2であり;
m1及びm2は、独立に0又は1であり;
X0Aは、T0であり;
X0Bは、置換されていないか、又は同一若しくは異なる1個以上のR3で置換された分岐又は非分岐C1〜10アルキレン基であり;
R3は、ハロゲン;CN;C(O)R4;C(O)OR4;OR4;C(O)R4;C(O)N(R4R4a);S(O)2N(R4R4a);S(O)N(R4R4a);S(O)2R4;S(O)R4;N(R4)S(O)2N(R4aR4b);SR4;N(R4R4a);NO2;OC(O)R4;N(R4)C(O)R4a;N(R4)SO2R4a;N(R4)S(O)R4a;N(R4)C(O)N(R4aR4b);N(R4)C(O)OR4a;OC(O)N(R4R4a);又はT0;であり;
R4、R4a、R4bは、H; T0; C1〜4アルキル; C2〜4アルケニル;及びC2〜4アルキニルからなる群から独立に選択され、ここで、C1〜4アルキル; C2〜4アルケニル;及びC2〜4アルキニルは、同一又は異なる1個以上のR5で場合によって置換されており;
R5は、ハロゲン;CN;C(O)R6;C(O)OR6;OR6;C(O)R6;C(O)N(R6R6a);S(O)2N(R6R6a);S(O)N(R6R6a);S(O)2R6;S(O)R6;N(R6)S(O)2N(R6aR6b);SR6;N(R6R6a);NO2;OC(O)R6;N(R6)C(O)R6a;N(R6)SO2R6a;N(R6)S(O)R6a;N(R6)C(O)N(R6aR6b);N(R6)C(O)OR6a;OC(O)N(R6R6a);であり;
R6、R6a、R6bは、H; C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルからなる群から独立に選択され、ここで、C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルは、同一又は異なる1個以上のハロゲンで場合によって置換されており;
T0は、フェニル;ナフチル;アズレニル;インデニル;インダニル; C3〜7シクロアルキル; 3〜7員ヘテロシクリル;又は8〜11員ヘテロビシクリルであり、ここで、T0は、同一又は異なる1個以上のR7で場合によって置換されており;
R7は、ハロゲン;CN;COOR8;OR8;C(O)R8;C(O)N(R8R8a);S(O)2N(R8R8a);S(O)N(R8R8a);S(O)2R8;S(O)R8;N(R8)S(O)2N(R8aR8b);SR8;N(R8R8a);NO2;OC(O)R8;N(R8)C(O)R8a;N(R8)S(O)2R8a;N(R8)S(O)R8a;N(R8)C(O)OR8a;N(R8)C(O)N(R8aR8b);OC(O)N(R8R8a);オキソ(=O)であり、ここで、環は、少なくとも部分飽和した、C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;又はC2〜6アルキニルであり、ここで、C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルは、同一又は異なる1個以上のR9で場合によって置換されており;
R8、R8a、R8bは、H; C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルからなる群から独立に選択され、ここで、C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルは、同一又は異なる1個以上のR10で場合によって置換されており;
R9、R10は、ハロゲン;CN;C(O)R11;C(O)OR11;OR11;C(O)R11;C(O)N(R11R11a);S(O)2N(R11R11a);S(O)N(R11R11a);S(O)2R11;S(O)R11;N(R11)S(O)2N(R11aR11b);SR11;N(R11R11a);NO2;OC(O)R11;N(R11)C(O)R11a;N(R11)SO2R11a;N(R11)S(O)R11a;N(R11)C(O)N(R11aR11b);N(R11)C(O)OR11a;及びOC(O)N(R11R11a);からなる群から独立に選択され;
R11、R11a、R11bは、H; C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルからなる群から独立に選択され、ここで、C1〜6アルキル; C2〜6アルケニル;及びC2〜6アルキニルは、同一又は異なる1個以上のハロゲンで場合によって置換されており;
Z1は、ポリマープロドラッグのポリマー担体であり、これは、X0に共有結合している)
によって示される。
好ましくは、Z0は、C(O)-X0-Z1; C(O)O-X0-Z1;又はS(O)2-X0-Z1である。より好ましくは、Z0は、C(O)-X0-Z1;又はC(O)O-X0-Z1である。さらにより好ましくは、Z0は、C(O)-X0-Z1である。
好ましくは、X0は、置換されていない。
好ましくは、m1は、0であり、m2は、1である。
好ましくは、R1、R2の少なくとも1つが、H;又は(CH2)n-Z0(ここで、nは、3、4、5、6、7又は8である)以外であることを条件として、X0-Z0は、C(R1R2)CH2-Z0(ここで、R1、R2は、H及びC1〜4アルキルからなる群から独立に選択される)である。
好ましくは、Z1は、アミド基を介してX0に共有結合している。
芳香族ヒドロキシル含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2011/089214に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、コンジュゲートD-Lによって示され、式中、
Dは、芳香族ヒドロキシル基を含有する生物活性部分であり;
Lは、
i)式(XII)によって表される部分L1
(式中、破線は、カルバメート基を形成することによるDの芳香族ヒドロキシル基とL1の結合を示し、式(XII)のR1、R2、R2a、R3、R3a及びmは、以下の意味を有し、
R1は、C1〜4アルキル、ヘテロアルキル、C3〜7シクロアルキル、及び
からなる群から選択され、
それぞれのR2、それぞれのR2a、R3、R3aは、水素、置換又は非置換の直鎖、分岐又は環状C1〜4アルキル又はヘテロアルキルから独立に選択され、
mは、2、3又は4である)、
ii)化学結合又はスペーサーであり、ポリマープロドラッグのポリマー担体に結合している部分L2
を含有する非生物活性リンカーであり、
ここで、L1は、1つのL2部分で置換されている。
場合によって、Lは、さらに置換されている。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(XII)のR1、R2、R2a、R3又はR3aのいずれか1つに結合している。
脂肪族アミン含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2011/089216に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、コンジュゲートD-Lによって示され、
式中、
Dは、脂肪族アミン含有生物活性部分であり;
Lは、
i)式(XIII)によって表される部分L1、
(式中、破線は、アミド結合を形成することによるDの脂肪族アミノ基とL1の結合を示し、式(XIII)のX1、R1、R2、R2a、R3、R3a、R4及びR4aは、以下の意味を有し、
X1は、O、S及びCH-R1aから選択され;
R1及びR1aは、H、OH、及びCH3から独立に選択され;
R2、R2a、R4及びR4aは、H及びC1〜4アルキルから独立に選択され;
R3、R3aは、H、C1〜4アルキル、及びR5から独立に選択され、
R5は、
から選択される)
ii)化学結合又はスペーサーであり、Zに結合しており、ポリマープロドラッグのポリマー担体である部分L2
を含有する非生物活性リンカーであり;
ここで、L1は、1つのL2部分で置換されており、
場合によって、Lは、さらに置換されている。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(XIII)のX1、R1、R2、R2a、R3、R3a、R4又はR4aのいずれか1つに結合している。
好ましくは、式(XIII)のペアR3/R3aの1つは、Hであり、もう1つは、R5から選択される。
好ましくは、式(XIII)のR4/R4aの1つは、Hである。
場合によって、式(XIII)のペアR3/R3a、R4/R4a、R3/R4の1つ以上は、C3〜7シクロアルキル、4〜7員ヘテロシクリル、又は9〜11員ヘテロビシクリルから選択される1つ以上の環状フラグメントを独立に形成することができる。
場合によって、式(XIII)のR3、R3a、R4及びR4aは、さらに置換されている。好適な置換基は、アルキル(C1〜6アルキルなど)、アルケニル(C2〜6アルケニルなど)、アルキニル(C2〜6アルキニルなど)、アリール(フェニルなど)、ヘテロアルキル、ヘテロアルケニル、ヘテロアルキニル、ヘテロアリール(芳香族4〜7員複素環など)又はハロゲン部分である。
芳香族アミン含有薬物のための別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2011/089215に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、コンジュゲートD-Lによって示され、
式中、
Dは、芳香族アミン含有生物活性部分であり;
Lは、
i)式(XIV)によって表される部分L1
(式中、破線は、アミド結合を形成することによるDの芳香族アミノ基とL1の結合を示し、式(XIV)のR1、R1a、R2、R3、R3a、R4及びR4aは、以下の意味を有し、
R1、R1a、R2、R3、R3a、R4及びR4aは、H及びC1〜4アルキルから独立に選択され、
場合によって、R1、R1a、R2、R3、R3a、R4及びR4aのいずれか2つは、C3〜7シクロアルキル、4〜7員ヘテロシクリル、フェニル、ナフチル、インデニル、インダニル、テトラリニル、又は9〜11員ヘテロビシクリルから選択される1個以上の環状フラグメントを独立に形成することができ、
場合によって、R1、R1a、R2、R3、R3a、R4及びR4aは、さらに置換されており;好適な置換基は、アルキル、アルケン、アルキン、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロアルケン、ヘテロアルキン、ヘテロアリール又はハロゲン部分である)、
ii)化学結合又はスペーサーであり、Zに結合しており、ポリマープロドラッグのポリマー担体である部分L2
を含有する非生物活性リンカーであり;
ここで、L1は、1つの部分L2で置換されており、
場合によって、Lは、さらに置換されている。
好適な置換基は、アルキル(C1〜6アルキルなど)、アルケニル(C2〜6アルケニルなど)、アルキニル(C2〜6アルキニルなど)、アリール(フェニルなど)、ヘテロアルキル、ヘテロアルケニル、ヘテロアルキニル、ヘテロアリール(芳香族4〜7員複素環など)又はハロゲン部分である。
従って、ポリマー担体は、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(XIV)のR1、R1a、R2、R3、R3a、R4又はR4aのいずれか1つに結合している。
好ましくは、式(XIV)のR4又はR4aの1つは、Hである。
別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分は、米国特許第7,585,837号に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、プロドラッグコンジュゲートD-Lによって示され、式中、
Dは、アミン、カルボキシル、ホスフェート、ヒドロキシル又はメルカプト基を含む生物活性部分であり;
Lは、
i)式(XV)によって表される部分L1
(式中、破線は、薬物Dの官能基とL1の結合を示し、ここで、このような官能基は、アミノ、カルボキシル、ホスフェート、ヒドロキシル及びメルカプトから選択され;ここで、式(XV)のR1、R2、R3及びR4は、以下のとおり定義され、
R1及びR2は、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アリール、アルカリール、アラルキル、ハロゲン、ニトロ、-SO3H、-SO2NHR5、アミノ、アンモニウム、カルボキシル、PO3H2、及びOPO3H2からなる群から独立に選択され;
R3、R4、及びR5は、水素、アルキル、及びアリールからなる群から独立に選択される);
ii)化学結合又はスペーサーであり、ポリマープロドラッグのポリマー担体に結合している部分L2
を含有する非生物活性リンカーであり;
ここで、L1は、1つのL2部分で置換されている。
場合によって、Lは、さらに置換されている。
従って、ヒドロゲルは、直接(L2が、単化学結合である場合)又はスペーサー部分を介して(L2が、スペーサーである場合)のいずれかで、式(XV)のR1、R2、R3又はR4のいずれか1つに結合している。
別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2002/089789に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、式(XVI):
に示されている
(式中、式(XVI)のD、X、y、Ar、L1、Y1、Y2、R1、R2、R3、R4、R5、R6は、次のとおり定義され、
Dは、生物活性部分であり;
L1は、二官能性結合基であり;
Y1及びY2は、独立にO、S又はNR7であり;
R1は、ポリマー担体であり;
R2〜7は、水素、C1〜6アルキル、C3〜12分岐アルキル、C3〜8シクロアルキル、C1〜6置換アルキル、C3〜8置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、C1〜6ヘテロアルキル、置換C1〜6ヘテロアルキル、C1〜6アルコキシ、フェノキシ、及びC1〜6ヘテロアルコキシからなる群から独立に選択され;
Arは、式XI中に含まれる場合、多置換芳香族炭化水素又は多置換複素環基を形成する部分であり;
Zは、化学結合若しくは標的細胞に能動的に輸送される部分、疎水性部分、又はそれらの組み合わせのいずれかであり;
yは、0又は1であり;
Xは、化学結合若しくは標的細胞に能動的に輸送される部分、疎水性部分、又はそれらの組み合わせのいずれかである)。
別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、WO-A 2001/47562に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、式(XVII):
によって示される
(式中、式(XVII)のD、L、z及びArは、以下の意味を有し、
Dは、NHを含むアミン含有生物活性部分であり;
Lは、共有結合、好ましくは加水分解に安定な結合であり;
Arは、芳香族基であり;
zは、ポリマー担体である)。
さらに別の好適な可逆性プロドラッグリンカー部分が、米国特許第7,393,953 B2号に記載されている。従って、好ましいポリマープロドラッグは、式(XVIII):
によって示される
(式中、式(XVIII)のR1、L1、Y1、p及びDは、以下の意味を有し、
Dは、Dのヘテロ芳香族アミン基を介して、式(XVIII)の下位構造の残りに結合しているヘテロ芳香族アミン含有生物活性部分であり;
Y1は、O、S、又はNR2であり;
pは、0又は1であり;
L1は、二官能性リンカー、例えば、-NH(CH2CH2O)m(CH2)mNR3-、-NH(CH2CH2O)mC(O)-、-NH(CR4R5)mOC(O)-、-C(O)(CR4R5)mNHC(O)(CR8R7)qNR3、-C(O)O(CH2)mO-、-C(O)(CR4R5)mNR3-、-C(O)NH(CH2CH2O)m(CH2)mNR3-、-C(O)O-(CH2CH2O)mNR3-、-C(O)NH(CR4R5)mO-、-C(O)O(CR4R5)mO、-C(O)NH(CH2CH2O)m-、
であり;
R2、R3、R4、R5、R7及びR8は、水素、C1〜6アルキル、C3〜12分岐アルキル、C3〜8シクロアルキル、C1〜6置換アルキル、C3〜8置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、C1〜6ヘテロアルキル、置換C1〜6ヘテロアルキル、C1〜6アルコキシ、フェノキシ及びC1〜6ヘテロアルコキシからなる群から独立に選択され;
R6は、水素、C1〜6アルキル、C3〜12分岐アルキル、C3〜8シクロアルキル、C1〜6置換アルキル、C3〜8置換シクロアルキル、アリール、置換アリール、アラルキル、C1〜6ヘテロアルキル、置換C1〜6ヘテロアルキル、C1〜6アルコキシ、フェノキシ及びC1〜6ヘテロアルコキシ、NO2、ハロアルキル及びハロゲンからなる群から選択され;
m及びqは、互いに独立に選択され、それぞれ、正の整数である)。
別の好ましいポリマープロドラッグは、式(XIX):
によって示される
(式中、式(XIX)のD、R1、R2、R3、R4、Y1及びnは、以下の意味を有し、
Dは、式(XIX)のOを含むカルボキシル含有生物活性部分であり、
R1は、非置換アルキル;置換アルキル;非置換フェニル;置換フェニル;非置換ナフチル;置換ナフチル;非置換インデニル;置換インデニル;非置換インダニル;置換インダニル;非置換テトラリニル;置換テトラリニル;非置換C3〜10シクロアルキル;置換C3〜10シクロアルキル;非置換4〜7員ヘテロシクリル;置換4〜7員ヘテロシクリル;非置換9〜11員ヘテロビシクリル;及び置換9〜11員ヘテロビシクリルの群から選択され;
R2は、H、非置換アルキル、及び置換アルキルから選択され;
R3及びR4は、H、非置換アルキル、及び置換アルキルからなる群から独立に選択され;
Qは、スペーサー部分であり;
nは、0又は1であり、
場合によって、R1及びR3は、それらが結合している原子と一緒になって環Aを形成し、
Aは、C3〜10シクロアルキル; 4〜7員脂肪族ヘテロシクリル;及び9〜11員脂肪族ヘテロビシクリルからなる群から選択され、ここで、Aは、置換されていなく又は置換されており;
Y1は、ポリマー担体である)。
好ましくは、式(XIX)のR1は、C1〜6アルキル又は置換C1〜6アルキル、より好ましくはC1〜4アルキル又は置換C1〜4アルキルである。
より好ましくは、式(XIX)のR1は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、t-ブチル、及びベンジルから選択される。
好ましくは、式(XIX)のR2は、Hである。
好ましくは、式(XIX)のR3は、H、C1〜6アルキル又は置換C1〜6アルキル、より好ましくはC1〜4アルキル又は置換C1〜4アルキルである。より好ましくは、R3は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、t-ブチル、及びベンジルから選択される。
より好ましくは、式(XIX)のR3は、Hである。
好ましくは、式(XIX)のR4は、H、C1〜6アルキル又は置換C1〜6アルキル、より好ましくはC1〜4アルキル又は置換C1〜4アルキルである。より好ましくは、R4は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、t-ブチル、及びベンジルから選択される。
より好ましくは、式(XIX)のR4は、Hである。
別の好ましい実施形態において、式(XIX)のR1及びR3は、それらが結合している原子と一緒になって環Aを形成し、ここで、Aは、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、及びシクロヘプタンからなる群から選択される。
別の好ましいポリマープロドラッグは、式(XX):
(式中、式(XX)のD、Y1及びWは、以下の意味を有し、
Dは、式(XX)のOを含むカルボキシル含有生物活性部分であり、
Wは、直鎖C1〜15アルキルから選択され;
Y1は、ポリマープロドラッグのポリマー担体である。
ポリマープロドラッグは、可逆性プロドラッグリンカーを介してポリマー担体に結合される、1種以上の生物活性部分を含む。一実施形態において、生物活性部分は、薬物分子としてポリマープロドラッグから関節内に放出される。
好ましい一実施形態において、ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分は、(i)非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、(ii)疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)、(iii)コルチコステロイド薬、並びに、(iv)生物製剤(例えば、抗体、抗体フラグメント、並びに、融合タンパク質、結合タンパク質、ペプチド、及び組換えタンパク質)からなる群から好ましくは選択される。当業者は、これらの各カテゴリーに属する化合物、及びこれらのカテゴリーに属する薬物が、本発明に適したものとして本明細書に組み込まれることを認識するであろう。
より好ましくは、ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分は、(i)非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、(ii)疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)、(iii)コルチコステロイド薬、並びに、(iv)生物製剤(例えば、抗体、抗体フラグメント、並びに、融合タンパク質、及び組換えタンパク質)からなる群から好ましくは選択される。当業者は、これらの各カテゴリーに属する化合物、及びこれらのカテゴリーに属する薬物が、本発明に適したものとして本明細書に組み込まれることを認識するであろう。
さらに好ましい一実施形態において、ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分は、インドメタシン、非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、例えば、アスピリン、イブプロフェン、及び他のプロピオン酸誘導体(例えば、アルミノプロフェン、ベノキサプロフェン、ブクロキシ酸、カルプロフェン、フェンブフェン、フェノプロフェン、フルプロフェン、フルルビプロフェン、インドプロフェン、ケトプロフェン、ミロプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピルプロフェン、プラノプロフェン、スプロフェン、チアプロフェン酸、及びチオキサプロフェン)、酢酸誘導体(例えば、インドメタシン、アセメタシン、アルクロフェナク、クリダナク、ジクロフェナク、フェンクロフェナク、フェンクロジック酸、フェンチアザク、フイロフェナク(fuirofenac)、イブフェナク、イソキセパック、オキシピナク、スリンダク、チオピナク、トルメチン、ジドメタシン、及びゾメピラク)、フェナム酸誘導体(例えば、フルフェナム酸、メクロフェナム酸、メフェナム酸、ニフルム酸、及びトルフェナム酸)、ビフェニルカルボン酸誘導体(例えば、ジフルニサル及びフルフェニサル)、オキシカム(例えば、イソキシカム、ピロキシカム、スドキシカム、及びテノキシカン(tenoxican))、サリチレート(例えば、アセチルサリチル酸、スルファサラジン)及びピラゾロン(例えば、アパゾン、ベンズピペリロン、フェプラゾン、モフェブタゾン、オキシフェンブタゾン、フェニルブタゾン)及びオピオイド鎮痛剤(例えば、フェンタニル、モルヒネ、スフェンタニル、ヒドロモルフォン、メタドン、オキシコドン、ブプレモルフィン(bupremorphine))、メトトレキセート、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)阻害剤(例えば、セレコキシブ)、抗TNF剤(例えば、アダリムマブ、セルトリズマブペゴール、エタネルセプト、ゴリムマブ、インフリキシマブ)、抗IL-1、抗IL-6、抗IL-12、抗IL-15、抗IL-18、抗IL-21及び抗IL-23剤(例えば、アナキンラ、トシリズマブ)、神経成長因子阻害剤、神経成長因子受容体(NGFR)アンタゴニスト、RN64、REGN475、ファシヌマブ、タネズマブ、MEDI578、ABT110、抗NGF抗体及び抗体誘導体、並びに抗NGFR抗体及び抗体誘導体、TrkAアンタゴニスト(例えば、ARRY-470、FX007、ARRY872)、糖質コルチコイド又はステロイド(例えば、コルチゾン、プレドニゾロン、フルロメトロン(flurometholone)、デキサメタゾン、メドリゾン、ロテプレドノール、フルアザコート、ヒドロコルチゾン、プレドニゾン、ベタメタゾン、クロベタゾン、プレドニゾン、メチルプレドニゾロン、リアムシノロンヘキサカトニド(riamcinolone hexacatonide)、酢酸パラメタゾン、ジフロラゾン、フルオシノニド、フルオシノロン、トリアムシノロン、それらの誘導体、及びそれらの混合物)、局所鎮痛剤(例えば、リドカイン、ブピバカイン、プロカイン)、レフルノミド、免疫調節剤(例えば、シクロスポリン、タクロリムス、アザチオプリン、シクロホスファミド、ミノサイクリン、リツキシマブ)、金化合物、D-ペニシラミン、スルファサラジン、クロロキン誘導体(ヒドロキシクロロキンを含むが、それに限定されない)、CD20指向性抗体、例えば、オクレリズマブ及びオファツムマブ、RANKL阻害剤、例えば、デノスマブ、TRU-015、INCB018424、VX-V02、骨形成タンパク質(BMP)(例えば、BMP-I、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-IO、BMP-II、BMP-12、BMP-13、BMP-14、BMP-15、BMP-16、BMP-17、BMP-18、BMP-19、BMP-20、BMP-21)、FGF(線維芽細胞増殖因子、例えば、FGFI、FGF2、FGF4、FGF7、FGF IO、FGFI9、FGF21、FGF23)、TGF-β(トランスフォーミング増殖因子-β、例えば、TGFβI)、成長ホルモン、IGF(インスリン様成長因子、例えば、IGF-I)、NELLペプチド、VEGF(血管内皮増殖因子)、PDGF(血小板由来増殖因子)、PTH(副甲状腺ホルモン)/PTHrp(PTH調節性タンパク質)、オキシステロール、親油性スタチン、スタチン(例えば、アトルバスタチン、セリバスタチン、フルバスタチン、ロバスタチン、メバスタチン、ピタバスタチン、プラバスタチン、ロスバスタチン、シンバスタチン)、増殖/分化因子5(GDF5)、LIMミネラル化タンパク質(LMP)、マトリックスメタロプロテイナーゼ、アグリカナーゼ(ADAMTS)、システイン依存性カテプシン、増殖因子、及び細胞接着分子(CAM)、ビスホスホネート(N-含有ビスホスホネート及びN非含有ビスホスホネートの両方を含み、パミドロネート、ネリドノネート、オルパドロネート、アレンドロネート、イバンドロネート、リセドロネート、及びゾレドロネートを含む群から選択される。非含有ビスホスホネートは、例えば、エチドロネート、クロドロネート、及びチルドロネートである)からなる群から選択される。
より好ましくは、ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分は、インドメタシン、非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、例えば、アスピリン、イブプロフェン、及び他のプロピオン酸誘導体(例えば、アルミノプロフェン、ベノキサプロフェン、ブクロキシ酸、カルプロフェン、フェンブフェン、フェノプロフェン、フルプロフェン、フルルビプロフェン、インドプロフェン、ケトプロフェン、ミロプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピルプロフェン、プラノプロフェン、スプロフェン、チアプロフェン酸、及びチオキサプロフェン)、酢酸誘導体(例えば、インドメタシン、アセメタシン、アルクロフェナク、クリダナク、ジクロフェナク、フェンクロフェナク、フェンクロジック酸、フェンチアザク、フイロフェナク、イブフェナク、イソキセパック、オキシピナク、スリンダク、チオピナク、トルメチン、ジドメタシン、及びゾメピラク)、フェナム酸誘導体(例えば、フルフェナム酸、メクロフェナム酸、メフェナム酸、ニフルム酸、及びトルフェナム酸)、ビフェニルカルボン酸誘導体(例えば、ジフルニサル及びフルフェニサル)、オキシカム(例えば、イソキシカム、ピロキシカム、スドキシカム、及びテノキシカン)、サリチレート(例えば、アセチルサリチル酸、スルファサラジン)及びピラゾロン(例えば、アパゾン、ベンズピペリロン、フェプラゾン、モフェブタゾン、オキシフェンブタゾン、フェニルブタゾン)及びオピオイド鎮痛剤(例えば、フェンタニル、モルヒネ、スフェンタニル、ヒドロモルフォン、メタドン、オキシコドン、ブプレモルフィン)、メトトレキセート、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)阻害剤(例えば、セレコキシブ)、抗TNF剤(例えば、アダリムマブ、セルトリズマブペゴール、エタネルセプト、ゴリムマブ、インフリキシマブ)、抗IL-1、抗IL-6、抗IL-12、抗IL-15、抗IL-18、抗IL-21及び抗IL-23剤(例えば、アナキンラ、トシリズマブ)、糖質コルチコイド又はステロイド(例えば、コルチゾン、プレドニゾロン、フルロメトロン、デキサメタゾン、メドリゾン、ロテプレドノール、フルアザコート、ヒドロコルチゾン、プレドニゾン、ベタメタゾン、クロベタゾン、プレドニゾン、メチルプレドニゾロン、リアムシノロンヘキサカトニド、酢酸パラメタゾン、ジフロラゾン、フルオシノニド、フルオシノロン、トリアムシノロン、それらの誘導体、及びそれらの混合物)、局所鎮痛剤(例えば、リドカイン、ブピバカイン、プロカイン)、レフルノミド、免疫調節剤(例えば、シクロスポリン、タクロリムス、アザチオプリン、シクロホスファミド、ミノサイクリン、リツキシマブ)、金化合物、D-ペニシラミン、スルファサラジン、クロロキン誘導体、オクレリズマブ、オファツムマブ、デノスマブ、TRU-015、INCB018424、VX-V02、骨形成タンパク質(BMP)(例えば、BMP-I、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6、BMP-7、BMP-8、BMP-9、BMP-IO、BMP-II、BMP-12、BMP-13、BMP-14、BMP-15、BMP-16、BMP-17、BMP-18、BMP-19、BMP-20、BMP-21)、FGF(線維芽細胞増殖因子、例えば、FGFI、FGF2、FGF4、FGF7、FGFIO、FGFI9、FGF21、FGF23)、TGF-β(トランスフォーミング増殖因子-β、例えば、TGFβI)、成長ホルモン、IGF(インスリン様成長因子、例えば、IGF-I)、NELLペプチド、VEGF(血管内皮増殖因子)、PDGF(血小板由来増殖因子)、PTH(副甲状腺ホルモン)/PTHrp(PTH調節性タンパク質)、オキシステロール、親油性スタチン、増殖/分化因子5(GDF5)、LIMミネラル化タンパク質(LMP)、マトリックスメタロプロテイナーゼ、アグリカナーゼ(ADAMTS)、システイン依存性カテプシン、増殖因子、及び細胞接着分子(CAM)からなる群から選択される。
ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分はまた、レイン、ジアセレイン、アルギレイン(argirein)及びアロエエモジンなどの、アントラキノン及びそれらのプロドラッグを含めた、単離又は合成された天然物及びそれらの誘導体であってもよい。
ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分はまた、P38マイトジェン活性化プロテイン(MAP)キナーゼ阻害剤、例えば、FX-005、ARRY-797、ドラマピモド(doramapimod)、パマピモド(pamapimod)、SB203580、SB202190、LY2228820、VX-702、PH-797804、TAK715、VX-745、SCIO469、ORG48762-0、ピラゾロピリジン誘導体、R1503、5-アミノピラゾール-4-イルケトン、及びAMG-548、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)活性阻害剤、例えば、ALS1-0635、AC-RCGVPD-NH2ペプチド、N置換4-アリールスルオニル(sulonyl)ピペリジン-4-ヒドロキサム酸、4-アミノプロリン、6-ベンジル-5,7-ジオキソ-6,7-ジヒドロ-5H-チアゾロ[3,2-c]ピリミジン-2-カルボン酸ベンジルエステル、4-[1-メチル-2,4-ジオキソ-6-(3-フェニル-プロパ-1-インイル)-1,4-ジヒドロ-2H-キナゾリン-3-イルメチル]-安息香酸、及びガラルジン(galardin)、チロシンキナーゼ阻害剤、例えば、ゲニステイン、ハービマイシンA、4,5-ジアニリノフタルイミド(DAPH)、チルホスチンAG82、チルホスチンAG556、アントラピラゾロン、イマチニブ、ゲフィチニブ、エルロチニブ、スニチニブ、ポリオキシプレガン(polyoxypregane)グリコシド(PPG)、及びソラフェニブであってもよい。
別の好ましい実施形態において、ポリマープロドラッグのための1種以上の生物活性部分は、造影剤などの診断用薬である。そのような薬剤は、当技術分野で既知である。
ポリマープロドラッグ、又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物は、1種以上の生物活性部分を含有することができる。生物活性部分の放出は、同一又は異なる半減期で起こり得る。
特に好ましい実施形態において、ポリマープロドラッグは、生物活性部分としてデキサメタゾンを含む、すなわち、ポリマープロドラッグは、ポリマー性のデキサメタゾンプロドラッグである。
好ましくは、デキサメタゾンプロドラッグは、ヒドロゲル、より好ましくは、PEGベースのヒドロゲルを含む。PEGベースのヒドロゲルの好ましい実施形態は、上記の通りである。
好ましくは、デキサメタゾンプロドラッグは、式(IX)の可逆性プロドラッグリンカー部分を含む。
さらにより好ましくは、デキサメタゾンプロドラッグは、式(IXc)
(式中、nは2である)
のプロドラッグである。
特に好ましい実施形態において、ポリマープロドラッグは、生物活性部分としてIL-1raを含む、すなわち、ポリマープロドラッグは、ポリマー性のIL-1raプロドラッグである。
好ましくは、IL-1raプロドラッグは、ヒドロゲル、より好ましくはPEGベースのヒドロゲルを含む。PEGベースのヒドロゲルの好ましい実施形態は、上記の通りである。
好ましくは、IL-1raプロドラッグは、式(VII)の可逆性プロドラッグリンカー部分を含む。
好ましくは、式(VII)の可逆性プロドラッグリンカーは、スペーサー部分を介してPEGベースのヒドロゲルと結合する。好ましくは、スペーサー部分は、14g/molから750g/molの範囲の分子量を有する。
好ましくは、スペーサー部分は、
から選択される末端基を介して、PEGベースのヒドロゲルに結合する。
スペーサー部分がそのような末端基を有している場合、スペーサー部分は、そのような末端基を含まずに計算された、14g/molから500g/molの範囲の分子量を有することがさらに好ましい。
最も好ましくは、IL-1raプロドラッグは、式(VIIa)又は(VIIb)
(式中、
Dは、アミド結合を形成することによって、IL-1raのアミン官能基を介して分子の残りに結合するIL-1ra部分であり、
R3、R3及びR10bは、互いに独立に、H及びC1〜6アルキルから選択され、
SP2は、スペーサー部分である)
によって表される。
好ましくは、式(VIIb)のR10bは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、又はtert-ブチルである。より好ましくは、式(VIIb)のR10bは、メチル、エチル、プロピル、又はイソプロピルである。さらにより好ましくは、式(VIIb)のR10bは、メチル又はエチルであり、最も好ましくは、式(VIIb)のR10bは、メチルである。
ポリマープロドラッグ、又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物は、多数の関節の疾患の予防、診断及び/又は治療において使用することができる。
本発明によって予防、診断及び/又は治療できる関節の疾患は、感染性関節症(M00〜M03)、炎症性多発性関節症(M05〜M14)、関節症(M15〜M19)、他の関節障害(M20〜M25)、並びに、全身性結合組織障害(M30〜M36)、脊椎疾患(dorsopathies)(M40〜M54)、軟部組織障害(M60〜M79)、骨疾患及び軟骨疾患(M80〜M94)を含む(丸括弧内はICDコード)。
従って、一実施形態において、本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のためのポリマープロドラッグ又は医薬組成物であって、関節の疾患が、感染性関節症(M00〜M03)、炎症性多発性関節症(M05〜M14)、関節症(M15〜M19)、他の関節障害(M20〜M25)、並びに、全身性結合組織障害(M30〜M36)、脊椎疾患(M40〜M54)、軟部組織障害(M60〜M79)、骨疾患及び軟骨疾患(M80〜M94)から選択される、ポリマープロドラッグ又は医薬組成物に関する。関節の疾患は、侵襲的手技、例えば、関節内注射、滑液吸引、滑膜切除術、手術及び関節鏡処置の後の疼痛及び炎症も含む。
好ましい関節の疾患は、関節炎及び関連する障害であり、それらは、特に、骨関節炎、リウマチ性関節炎、アキレス腱炎、軟骨無形成症、末端肥大関節症、癒着性関節包炎、成人発症スチル病、強直性脊椎炎、鵞足滑液包炎、虚血壊死、ベーチェット症候群、二頭筋腱炎、ブラウント病、ブルセラ症性脊椎炎、滑液包炎、踵骨滑液包炎、ピロリン酸カルシウム二水和物(CPPD)、結晶沈着症、カプラン症候群、手根管症候群、軟骨石灰化症、膝蓋軟骨軟化症、慢性滑膜炎、慢性再発性多巣性骨髄炎、チャーグ-ストラウス症候群、コーガン症候群、副腎皮質ステロイド誘発骨粗鬆症、肋胸骨症候群、CREST症候群、クリオグロブリン血症、変形性関節疾患、皮膚筋炎、糖尿病性指硬化症、汎発性特発性骨増殖症(DISH)、椎間板炎、円板状エリテマトーデス、薬物誘発性ループス、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、デュピュイトラン拘縮、エーラース-ダンロー症候群、腸疾患に基づく関節炎、上顆炎、びらん性炎症性変形性関節炎、運動誘発性コンパートメント症候群、ファブリー病、家族性地中海熱、ファーバー脂肪肉芽腫症、フェルティ症候群、線維筋痛症、第五病、偏平足、異物滑膜炎、フライバーグ病、真菌性関節炎、ゴーシェ病、巨細胞動脈炎、淋菌性関節炎、グッドパスチャー症候群、痛風、肉芽腫性動脈炎、関節血症、ヘモクロマトーシス、ヘーノホ-シェーンライン紫斑病、B型肝炎表面抗原疾患、股関節異形成、ハーラー症候群、過剰可動性症候群、過敏性血管炎、肥大性骨関節症、免疫複合体病、インピンジメント症候群、ジャクー関節症、若年性強直性脊椎炎、若年性皮膚筋炎、若年性関節リウマチ、川崎病、キーンベック病、レッグ-カルヴェ-ペルテス病、レッシュ-ナイハン症候群、線状強皮症、リポイド皮膚関節炎、ロフグレン症候群、ライム病、悪性滑膜腫、マルファン症候群、滑膜ひだ症候群、転移性癌性関節炎、混合性結合組織病(MCTD)、混合性クリオグロブリン血症、ムコ多糖症、多中心性細網組織球症、多発性骨端骨異形成症、マイコプラズマ関節炎、筋筋膜痛症候群、新生児ループス、神経障害性関節症、結節性脂肪織炎、オクロノーシス、肘頭部滑液包炎、オズグッド-シュラッター病、骨関節炎、骨軟骨腫症、骨形成不全症、骨軟化症、骨髄炎、骨壊死、骨粗鬆症、オーバーラップ症候群、肥厚性皮膚骨膜症、骨のパジェット病、回帰性リウマチ、膝蓋大腿部痛症候群、ペレグリニー-スティーダ症候群、色素性絨毛結節性滑膜炎、梨状筋症候群、足底筋膜炎、結節性多発性動脈炎、リウマチ性多発筋痛症、多発性筋炎、膝窩嚢胞、後脛骨腱炎、ポット病、膝蓋前滑液胞炎、人工関節感染、弾力線維性仮性黄色腫、乾癬性関節炎、レイノー現象、反応性関節炎/ライター症候群、反射性交感神経性ジストロフィー症候群、再発性多発性軟骨炎、踵骨後方滑液包炎、リウマチ熱、リウマチ性関節炎、リウマチ性血管炎、回旋筋腱板腱炎、仙腸関節炎、サルモネラ菌性骨髄炎、類肉腫症、鉛痛風、ショイエルマン骨軟骨炎、強皮症、化膿性関節炎、血清反応陰性関節炎、赤痢菌関節炎、肩手症候群、鎌状赤血球関節症、シェーグレン症候群、大腿骨頭滑り症、脊柱管狭窄、脊椎分離症、ブドウ球菌関節炎、スティックラー症候群、亜急性皮膚ループス、スイート症候群、シドナム舞踏病、梅毒性関節炎、全身性エリテマトーデス(SLE)、高安動脈炎、足根管症候群、テニス肘、ティーツェ症候群、一過性骨粗鬆症、外傷性関節炎、転子滑液包炎、結核関節炎、潰瘍性大腸炎の関節炎、未分化結合組織症候群(UCTS)、蕁麻疹様血管炎、ウイルス性関節炎、ウェゲナー肉芽腫症、ホウィップル病、ウィルソン病、及びエルシニア関節炎からなる疾患群から選択される。
より好ましい関節の疾患は、骨関節炎及びリウマチ性関節炎である。
一実施形態において、医薬組成物は、ポリマープロドラッグに加えて、それらの遊離形態で又はプロドラッグとしてのいずれかで、他の生物活性部分を含む。
一実施形態において、本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための、本発明のポリマープロドラッグと、場合によって、1種以上の薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物に関する。
別の実施形態において、本発明は、本発明のポリマープロドラッグと、場合によって、1種以上の薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物に関する。
賦形剤は、緩衝剤、等張性調節剤、保存剤、安定剤、吸着防止剤、酸化保護剤、増粘剤/粘度向上剤、又は他の助剤に分類することができる。いくつかの場合において、これらの成分は、二重又は三重の機能を有することがある。医薬組成物は、
(i)緩衝剤: (pHを所望の範囲に維持するための生理的に許容される緩衝剤、例えば、リン酸ナトリウム、重炭酸塩、コハク酸塩、ヒスチジン、クエン酸塩及び酢酸塩、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、ピルビン酸塩。Mg(OH)2又はZnCO3などの制酸剤も使用することができる。緩衝能力は、pH安定性に最も影響を受ける条件に合致するよう調節することができる);
(ii)等張性調節剤: (注射デポー剤における浸透圧差による細胞損傷によって生じ得る痛みを最小化するためのもの。グリセリン及び塩化ナトリウムが例である。有効濃度は、血清についての285〜315mOsmol/kgの仮定オスモル濃度を使用して浸透圧法によって決定することができる);
(iii)保存剤及び/又は抗菌剤: (多回用量非経口製剤は、患者が注射によって感染する危険を最小化するために十分な濃度における保存剤の添加を必要とし、対応する規制上の要件が確立されている。典型的な保存剤には、m-クレゾール、フェノール、メチルパラベン、エチルパラベン、プロピルパラベン、ブチルパラベン、クロロブタノール、ベンジルアルコール、硝酸フェニル水銀、チメロゾル(thimerosol)、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、安息香酸、クロロクレゾール、及び塩化ベンザルコニウムが含まれる);
(iv)安定剤: (安定化は、タンパク質安定化力の強化によって、変性状態の不安定化によって、又は賦形剤のタンパク質との直接結合によって達成される。安定剤は、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グリシン、ヒスチジン、リジン、プロリンなどのアミノ酸、ブドウ糖、ショ糖、トレハロースなどの糖、グリセロール、マンニトール、ソルビトールなどのポリオール、リン酸カリウム、硫酸ナトリウムなどの塩、EDTA、ヘキサホスフェートなどのキレート剤、二価金属イオン(亜鉛、カルシウムなど)などの配位子、フェノール誘導体などの他の塩又は有機分子であってよい。加えて、シクロデキストリン、デキストラン、デンドリマー、PEG又はPVP又はプロタミン又はHSAなどのオリゴマー又はポリマーを使用することができる);
(v)吸着防止剤: (主として、イオン性若しくは非イオン界面活性剤又は他のタンパク質若しくは可溶性ポリマーが、組成物の又は組成物の容器の内面を競争的に被覆又は吸着するために使用される。好適な界面活性剤は、例えば、アルキル硫酸塩、例えばラウリル硫酸アンモニウム及びラウリル硫酸ナトリウム;アルキルエーテル硫酸塩、例えばラウレス硫酸ナトリウム及びミレス硫酸ナトリウム;スルホン酸塩、例えばスルホコハク酸ジオクチルナトリウム、ペルフルオロオクタンスルホン酸塩、ペルフルオロブタンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩;リン酸塩、例えばアルキルアリールエーテルリン酸塩及びアルキルエーテルリン酸塩;カルボン酸塩、例えば脂肪酸塩(石鹸)又はステアリン酸ナトリウム、ラウロイルサルコシン酸ナトリウム、ペルフルオロノナン酸塩、ペルフルオロオクタン酸塩;オクテニジン二塩酸塩;第4級アンモニウム陽イオン、例えば臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、ポリエトキシル化獣脂アミン、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、5-ブロモ-5-ニトロ-1,3-ジオキサン、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムブロミド;両性イオン性界面活性剤、例えば3-[(3-コラミドプロピル)ジメチルアンモニオ]-1-プロパンスルホネート、コカミドプロピルヒドロキシスルタイン、アミノ酸、イミノ酸、コカミドプロピルベタイン、レシチン;脂肪アルコール、例えばセチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール;ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、例えばオクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、ペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル;ポリオキシプロピレングリコールアルキルエーテル;グルコシドアルキルエーテル、例えばデシルグルコシド、ラウリルグルコシド、オクチルグルコシド;ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、例えばTriton X-100;ポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテル、例えばノノキシノール9;グリセロールアルキルエステル、例えばグリセリルラウレート;ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、例えばポリソルベート;ソルビタンアルキルエステル;コカミドMEA及びコカミドDEA;ドデシルジメチルアミンオキシド;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のブロックコポリマー、例えばポロキサマー(Pluronic F-68)、PEGドデシルエーテル(Brij 35)、ポリソルベート20及び80であり;他の吸着防止剤は、デキストラン、ポリエチレングリコール、PEG-ポリヒスチジン、BSA及びHAS及びゼラチンである。選択される濃度及び賦形剤のタイプは、回避すべき影響によって決まるが、典型的には、単層の界面活性剤が、CMC値のすぐ上の界面に形成される);
(vi)凍結乾燥及び/又は凍結保護剤: (凍結又は噴霧乾燥中に、賦形剤は、水素結合破壊及び水分除去に起因する不安定効果を中和し得る。この目的のために、糖及びポリオールを使用することができるが、同様のプラス効果が、界面活性剤、アミノ酸、非水溶媒、及び他のペプチドについても観察されている。トレハロースは、水分によって誘発される凝集を低減する上で特に有効であり、同様に、タンパク質の疎水基の水への暴露に起因し得る熱安定性を改善する。マンニトール及びショ糖は、凍結乾燥/凍結保護剤単独で又は、マンニトール:ショ糖のより高い割合が、凍結乾燥ケークの物理的安定性を強化することが知られている場合に、互いに組み合わせてのいずれかで同様に使用することができる。マンニトールは、トレハロースと組み合わせることもできる。トレハロースは、ソルビトールとも組み合わせることができ、又はソルビトールを唯一の保護剤として使用することができる。デンプン又はデンプン誘導体も使用することができる);
(vii)酸化保護剤:抗酸化剤、例えばアスコルビン酸、エクトイン、メチオニン、グルタチオン、モノチオグリセロール、モリン、ポリエチレンイミン(PEI)、没食子酸プロピル、ビタミンE、キレート剤、例えばクエン酸、EDTA、ヘキサホスフェート、チオグリコール酸;
(viii)展着剤又は拡散剤: (これは、限定はされないが、結合組織の細胞間隙に見いだされるヒアルロン酸、多糖などの、組織内間隙における細胞外基質の成分の加水分解によって結合組織の透過性を調節する。限定はされないが、ヒアルロニダーゼなどの展着剤は、一時的に、細胞外基質の粘度を減少させ、注射した薬物の拡散を促進する);
(ix)他の助剤: (例えば、湿潤剤、粘度調節剤、抗生剤、ヒアルロニダーゼ。塩酸及び水酸化ナトリウムなどの酸及び塩基は、製造におけるpH調節のために必要な助剤である);
からなる群から選択される1種以上の賦形剤を含有することができる。
乾燥又は液体形態のいずれかの医薬組成物を、単回又は多回用量医薬組成物として提供することができる。
本発明の一実施形態において、液体又は乾燥医薬組成物が、それが供給される容器が、1回の薬剤用量を含有することを意味する単回用量で提供される。
別法として、液体又は乾燥医薬組成物は、それが供給される容器が、2回以上の治療用量を含有する、即ち、多回用量組成物が、少なくとも2回の用量を含有することを意味する多回用量医薬組成物である。このような多回用量医薬組成物は、それを必要とする異なる患者に使用することができ、又は1人の患者に使用することができ、ここで、最初の用量の適用後、残りの用量は、必要とされるまで貯蔵される。
本発明の別の態様において、医薬組成物は、容器に入っている。液体又は乾燥医薬組成物に適する容器は、例えば、シリンジ、バイアル、ストッパー及びシール付きのバイアル、アンプル、及びカートリッジである。特に、液体又は乾燥医薬組成物は、シリンジで提供される。医薬組成物が、乾燥医薬組成物である場合、容器は、好ましくは二重チャンバーシリンジである。このような実施形態において、前記乾燥医薬組成物が、二重チャンバーシリンジの第1のチャンバーに提供され、復元溶液が、二重チャンバーシリンジの第2のチャンバーに提供される。
一実施形態において、本発明は、関節の疾患の予防、診断、及び/又は治療における使用のための、本発明のポリマープロドラッグ又は医薬組成物を含む容器であって、注射器具との係合に適する容器に関する。
別の実施形態において、本発明は、本発明のポリマープロドラッグ又は医薬組成物を含む容器であって、注射器具との係合に適する容器に関する。
それを必要とする患者に乾燥医薬組成物を使用する前に、乾燥組成物を復元する。乾燥組成物が提供される容器中で、例えばバイアル、シリンジ、二重チャンバーシリンジ、アンプル、及びカートリッジ中で、復元を行うことができる。復元は、所定量の復元溶液を乾燥組成物に添加することによって行う。復元溶液は、無菌の液体、例えば水又は緩衝液であり、これらは、さらなる添加剤、例えば保存剤及び/又は抗菌剤、例えばベンジルアルコール及びクレゾールを含有してもよい。好ましくは、復元溶液は、無菌水である。乾燥医薬組成物が復元される場合、それは、「復元された医薬組成物」又は「復元された医薬組成物」又は「復元された組成物」と呼ばれる。
本発明の追加の態様は、本発明の関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のためのポリマープロドラッグを含む復元された又は液体の医薬組成物の投与の方法に関する。好ましくは、医薬組成物は、関節内注射によって投与される。
さらなる一態様は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための、ポリマープロドラッグを含む復元された医薬組成物を調製する方法であって、
・乾燥医薬組成物を復元溶液と接触させるステップ
を含む方法である。
別の態様は、本発明の関節の疾患の治療、診断及び/又は予防における使用のためのポリマープロドラッグと、場合によって、1種以上の薬学的に許容される賦形剤とを含む復元された医薬組成物である。
診断の場合、生物活性部分は、好ましくは、少なくとも1種の標識、例えば、蛍光、リン光、発光性又は放射性標識を含む部分である。
本発明の別の態様は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のためのポリマープロドラッグを含む乾燥医薬組成物を製造する方法である。一実施形態において、このような乾燥医薬組成物が、
(i) ポリマープロドラッグを、場合によって、1種以上の賦形剤と混合するステップ、
(ii)単回又は多回用量に相当する量を好適な容器に移すステップ、
(iii)前記容器中で医薬組成物を乾燥させるステップ、及び
(iv)容器を密閉するステップ
によって作られる。
好適な容器は、バイアル、シリンジ、二重チャンバーシリンジ、アンプル、及びカートリッジである。
本発明の別の態様は、キットオブパーツ(kit of parts)である。
注射器具が、単に、皮下注射器である場合、キットは、シリンジ、針及びシリンジとの使用のための乾燥医薬組成物を含む容器及び復元溶液を含む第2の容器を含んでよい。
医薬組成物が、液体医薬組成物である場合、キットは、シリンジ、針及びシリンジとの使用のための液体医薬組成物を含む容器を含んでよい。
本発明の別の態様は、注射器具との係合に適する容器に入れられた、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための医薬組成物である。
好ましい一実施形態において、本発明の医薬組成物は、注射、特にシリンジの形態である。
より好ましい実施形態において、注射器具は、簡単な皮下注射器以外であり、復元された又は液体の医薬組成物を含む別々の容器が、使用において、容器中の液体医薬組成物が、注射器具の排出口と流体接続するように、注射器具と係合するように構成されている。注射器具の例には、限定はされないが、皮下注射器及びペン型注射器が含まれる。特に好ましい注射器具は、その場合に容器が、カートリッジ、好ましくは使い捨てカートリッジであるペン型注射器である。場合によって、キットオブパーツは、負傷を防ぐための使用後の針をキャップする又はカバーするために使用することができる針のための安全器具を含む。
好ましいキットオブパーツは、針及び医薬組成物を入れており、場合によって復元溶液をさらに入れている容器を含み、容器は、針との使用のために構成されている。好ましくは、容器は、二重チャンバーシリンジである。
本発明の別の態様は、少なくとも1種の本発明のポリマープロドラッグ又は医薬組成物を含む医療用器具である。好ましくは、このような医療用器具は、針、より好ましくは細い針、例えば0.6mmより小さい内径の針、好ましくは0.3mmより小さい内径の針、より好ましくは0.25mmより小さい内径の針、さらにより好ましくは0.2mmより小さい内径の針、最も好ましくは0.16mmより小さい内径の針を備えたシリンジである。
別の実施形態において、本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための、本発明のポリマープロドラッグ又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物を含む、医療用送達器具に関する。
本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療のための薬剤の調製のための、ポリマープロドラッグ又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物にも関する。
本発明は、関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための本発明のポリマープロドラッグにも関する。
本発明は、関節の疾患を予防及び/又は治療する方法であって、それを必要とする患者に、治療有効量の本発明のポリマープロドラッグ又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物を投与するステップを含む方法にも関する。好ましくは、ポリマープロドラッグ又はポリマープロドラッグを含む医薬組成物は、関節内注射によって投与される。
図１は、デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ10cを関節内注射した後の血漿中デキサメタゾン濃度の図である。
材料及び方法
アミノ4アームPEG 5kDaを、JenKem Technology、Beijing、中国から得た。
N-(3-マレイミドプロピル)-21-アミノ-4,7,10,13,16,19-ヘキサオキサ-ヘンエイコサン酸NHSエステル(Mal-PEG6-NHS)を、Celares GmbH、Berlin、ドイツから得た。
6-(S-トリチルメルカプト)ヘキサン酸を、Polypeptide、Strasbourg、フランスから購入した。
Boc-4-アミノブタン酸、boc-β-アラニン、PyBOP及びEDC.HClを、Novabiochem、Darmstadt、Germanyから購入した。
デキサメタゾンをvon Alfa Aesarから得て、10kDaのNHS活性化カルボキシ-PEGを、Rapp Polymere、Tubingen、Germanyから得た。
Modmoc-クロリドは、Chemzone、Petaling Jaya、Malaysiaに注文した。
IL-1ra(Anakinra、Kineret(登録商標)、Swedish Orphan Biovitrum AB)の既製注射器を、地元の薬局から得た。
全ての他の化学薬品は、Sigma-ALDRICH Chemie GmbH、Taufkirchen、ドイツからであった。
15-トリチルチオ-4,7,10,13-テトラオキサ-ペンタデカン酸(Trt-S-PEG4-COOH)を、Iris Biotech GmbH、Marktredwitz、ドイツから得た。
RP-HPLC精製:
RP-HPLCは、特に指定のない限り、Waters 600 HPLCシステム及びWaters 2487吸光度検出器に接続された100×20mm又は100×40mm C18 ReproSil-Pur 300 ODS-3 5μmカラム(Dr. Maisch、Ammerbuch、ドイツ)又は30×150mm C18 BEH 300 10μmカラム(Waters)で行った。溶液A(H2O中の0.1% TFA又は0.01% HCL)及び溶液B(アセトニトリル中の0.1% TFA又は0.01% HCL)の線形勾配を使用した。生成物を含有するHPLC画分を集め凍結乾燥した。
フラッシュクロマトグラフィー
フラッシュクロマトグラフィー精製を、Biotage KP-Silシリカカートリッジ及び、溶離液としてn-ヘプタン及び酢酸エチルを使用して、Biotage AB(スウェーデン)製のIsolera Oneシステムで実施した。生成物を254nmにおいて検出した。
ヒドロゲルビーズについて、反応容器として又は洗浄ステップのために、ポリエチレンフリットを備えるシリンジを使用した。
1Lの蒸留水に1個のPBS-Tween錠剤(Calbiochem)及び5mMのEDTAを溶解し、NaOH水溶液(4N)でpH値を7.40に調整することによって、PBSTE緩衝液を調製した。次いで、得られた溶液を、0.22μmの無菌のボトルトップフィルター(Nalgene)に通して濾過した。
950mLの水に7.5mmolのクエン酸三ナトリウム、140mmolのNaCl、0.5mmolのEDTA二ナトリウム塩、及び1.0mgのポリソルベート80を溶解し、1NのHClの添加によりpHをpH6.50に調整し、水で1000mLまで満たすことによって、pH6.5のクエン酸緩衝液を調製した。緩衝液を、0.22μmのNalgeneボトルトップフィルターに通して滅菌濾過した。
Thermo Scientific製のLTQ Orbitrap Discovery質量分析計又はWaters製のZQ4000ESI(ポジティブモード)装置に接続された、Waters BEH300 C18カラム(2.1×50mm、1.7μm粒径)を備えた、Waters Acquityシステムで、分析的超高性能LC(UPLC)-MSを実施した。
PEG生成物のMSは、PEG出発原料の多分散性による一連の(CH2CH2O)n部分を示した。より容易な解釈のために、実施例では、1つだけの代表するm/zシグナルが示される。
SEC-HPLCを、Tosoh Bioscience製のTSK-Gel G2000SWXLカラムを使用するAgilent1260システムで実施した。移動相緩衝液:1.059mMのKH2SO4、2.966mMのNa2HPO4及び300mMのNaClを水に溶解して980mlにし、pH7.40に調整し、1000mLまで満たし、その後、100mlの無水エタノールを添加したもの。流速:0.5ml/分、実行時間35分、検出器の波長:220nm、基準波長:360nm、各測定前にIL-1ra標準溶液で較正。
溶液中のIL-1ra濃度を、IL1RAについて14077M-1cm-1、酸化IL1RA(内部ジスルフィド)について14202M-1cm-1という吸光係数を使用することによって、280nmで測光法で測定した。
定量的アミノ酸分析(QAAA)
水性緩衝液中のヒドロゲル懸濁液のアリコートを秤量して、10mLの耐圧チューブに入れる。アミノ酪酸及びd8-バリンを含有する内部標準溶液を添加し、溶媒を蒸発させる。これらのサンプルに添加し、いくつかの標準を、アミノ酸ストック溶液(バリンとロイシンとイソロイシンとフェニルアラニンとの混合物)、及び内部標準から調製する。各チューブに、加水分解混合物(6MのHCl/TFA2:1を600μL)及び撹拌子を添加する。
サンプルを、電子レンジで、190℃で30分間加水分解する。加水分解溶液を、5mLのメスフラスコに移す。ガラスバイアルを、冷却した100mMのクエン酸緩衝液(pH=3.0)ですすぎ、溶液をメスフラスコに添加する。メスフラスコ中の溶液を、冷却した4MのNaOHで中和し、メスフラスコを、100mMのクエン酸緩衝液(pH=3.0)で目印まで満たす。
メスフラスコからのアリコートを、100mMのクエン酸緩衝液(pH=3.0)と水中の50mMのHFBAとの1:1混合物で、1:5に希釈する。ボルテックス及び遠心分離した後、上澄みを、LC-MS/MSによって分析する。
LC-MS/MSを、Waters Accq-Tag Ultra C18、2.1×100mm、1.7μmカラム(0.36mL/分、45℃)を使用するAgilent Technologies 6460 Triple Quadと組み合わせたAgilent Technologies 1290 Infinity LCで実施する。溶出液A:0.2%のHFBA水溶液、溶出液B:0.2 %のHFBAメタノール溶液。0.1〜38%の溶出液Bの15分の線形勾配を使用する。
1つのサンプルあたりのタンパク質の量を、バリン、ロイシン、イソロイシン、及びフェニルアラニンの含有量について得られた平均値によって算出する。
血漿中デキサメタゾン濃度の定量化を、ESIプローブを介してAgilent 6460質量分析計に接続されたAgilent 1290 UPLCを使用して、LC-MS/MS分析によって行った。クロマトグラフィーを、前置フィルターを有するWaters Acquity BEH C18分析カラム(100×2.1mm I.D.、1.7μm粒径)で、0.50mL/分(T=45℃)の流速で行った。0.1%ギ酸を含有する水(UPLCグレート)を移動相Aとして使用し、0.1%ギ酸を有するアセトニトリル(UPLCグレード)を移動相Bとして使用した。勾配系は、0.1分間の20%のBという初期パラメーターでの短い無勾配ステップ、それに続く、3.9分における20%のBから50%のB及び1.0分における50%から99%の線形勾配ステップを含んだ。イオン検出を、デキサメタゾンについて、m/z 393.2のプリカーサーイオンからm/z 373.2のプロダクトイオン、及び内部標準(IS)のD4-デキサメタゾンペアについて、m/z 397.2のプリカーサーイオンからm/z 377.2のプロダクトイオンでのトランジションをモニターする、多重反応モニタリング(MRM)法で実施した。
解凍血漿サンプル(100μL)それぞれに、90pgのD4-デキサメタゾン(10μlのD4-デキサメタゾンのメタノール水溶液(c=900pg/mL))を加え、4%のリン酸で希釈した。その後、血漿マトリックスの除去及び分析物の予備濃縮のために、Oasis HLB μElution 96ウェルプレート(Waters)を使用する固相抽出(SPE)によって、サンプルを抽出した。100μLの2%のリン酸、及び100μLの2:8のメタノール/水(v/v)(0.1%のギ酸を含有する)による2つのステップの洗浄手順、それに続く、2×50μLの9:1のメタノール/水(v/v)(0.1%のギ酸を含有する)による96ウェルプレートへの溶出ステップを、選択的な血漿マトリックス除去、並びにデキサメタゾン及び内部標準の定量的抽出のために適用した。溶出液をバイアルに移し、35℃で、穏やかな窒素流下で、乾燥するまで蒸発させた。異なる時点の残留物を、50μLの1:1のメタノール/水1:1(v/v)において再構築し、10μLのアリコートをUPLC-MSシステムに注入した。
ブランク血漿サンプルを使用して、較正標準を調製した。すなわち、集めた投与前(pre-dose)血漿の100μLのアリコートに、異なる量のデキサメタゾン(30〜6000pg/mL)及び内部標準(900pg/mL)を加えた。サンプルを処理し、上記のように分析した。分析物の濃度の関数として、デキサメタゾン及びD4-デキサメタゾン(IS)のMRMシグナルのピーク面積比をプロットすることによって、較正曲線を得た。血漿サンプル中のデキサメタゾンの定量化のために、標準曲線の重み付き最小二乗回帰(1/×2)分析を使用した(Agilent MassHunter 定量ソフトウェア)。
実施例1
バックボーン試薬1gの合成
バックボーン試薬1gを、以下のスキームに従ってアミノ4アームPEG5000 1aから合成した。
化合物1bの合成のために、アミノ4アームPEG5000 1a(MW約5200g/mol、5.20g、1.00mmol、HCl塩)を、20mLのDMSO(無水物)中に溶解した。5mLのDMSO(無水物)中のBoc-Lys(Boc)-OH(2.17g、6.25mmol)、EDC HCl(1.15g、6.00mmol)、HOBt・H2O(0.96g、6.25mmol)、及びコリジン(5.20mL、40mmol)を添加した。反応混合物を室温で30分間撹拌した。
反応混合物を、1200mLのDCMで希釈し、600mLの0.1N H2SO4(2×)、ブライン(1×)、0.1M NaOH(2×)、及び1/1(v/v)のブライン/水(4×)で洗浄した。水層を、500mLのDCMで再抽出した。有機相をNa2SO4上で乾燥し、濾過し蒸発して無色の油として6.3gの粗生成物1bを得た。化合物1bをRP-HPLCで精製した。
収量3.85g(59%)無色ガラス状生成物1b。
MS: m/z 1294.4=[M+5H]5+ (計算値=1294.6)。
化合物1cを、5mLのメタノール中の3.40gの化合物1b(0.521mmol)及びジオキサン中の9mLの4N HCl中を室温で15分間撹拌することによって得た。揮発性物質を真空中で除去した。さらに精製することなく、生成物を次のステップで使用した。
MS: m/z 1151.9=[M+5H]5+(計算値=1152.0)。
化合物1dの合成のために、3.26gの化合物1c(0.54mmol)を、15mLのDMSO(無水物)中に溶解した。15mL DMSO(無水物)中の2.99g Boc-Lys(Boc)-OH(8.64mmol)、1.55g EDC HCl(8.1mmol)、1.24g HOBt・H2O(8.1mmol)、及び5.62mLのコリジン(43mmol)を添加した。反応混合物を室温で30分間撹拌した。
反応混合物を、800mL DCMで希釈し、400mLの0.1N H2SO4(2×)、ブライン(1×)、0.1M NaOH(2×)、1/1(v/v)のブライン/水(4×)で洗浄した。水層を800mLのDCMで再抽出した。有機相をNa2SO4で乾燥し、濾過し蒸発してガラス状の粗生成物を得た。
生成物をDCM中に溶解し、冷却した(-18℃)ジエチルエーテルで沈殿させた。この手順を2回繰り返し、沈殿を真空中で乾燥した。
収量: 4.01g(89%)無色ガラス状生成物1d、これをさらに精製することなく次のステップで使用した。
MS: m/z 1405.4=[M+6H]6+(計算値=1405.4)。
化合物1eを、7mLのメタノール中の化合物1d(3.96g、0.47mmol)及びジオキサン中の20mLの4N HClの溶液を15分間、室温で撹拌することによって得た。揮発性物質を真空中で除去した。生成物をさらに精製することなく次のステップで使用した。
MS: m/z 969.6=[M+7H]7+(計算値=969.7)。
化合物1fの合成のために、化合物1e(3.55g、0.48mmol)を、20mLのDMSO(無水物)中に溶解した。18.8mLのDMSO(無水物)中のBoc-Lys(Boc)-OH(5.32g、15.4mmol)、EDC HCl(2.76g、14.4mmol)、HOBt・H2O(2.20g、14.4mmol)、及び10.0mLのコリジン(76.8mmol)を添加した。反応混合物を室温で60分間撹拌した。
反応混合物を800mLのDCMで希釈し、400mLの0.1N H2SO4(2×)、ブライン(1×)、0.1M NaOH(2×)、及び1/1(v/v)のブライン/水(4×)で洗浄した。水層を800mLのDCMで再抽出した。有機相をNa2SO4上で乾燥し、濾過し蒸発して無色の油として粗生成物1fを得た。
生成物をDCMに溶解し、冷却した(-18℃)ジエチルエーテルで沈殿させた。このステップを2回繰り返し、沈殿を真空中で乾燥した。
収量: 4.72g(82%)無色ガラス状生成物1f、これをさらに精製することなく次のステップで使用した。
MS: m/z 1505.3=[M+8H]8+(計算値=1505.4)。
バックボーン試薬1gを、20mLのメタノール中の化合物1f(MW約12035g/mol、4.72g、0.39mmol)の溶液及びジオキサン中の40mLの4N HClを室温で30分間撹拌することによって得た。揮発性物質を真空中で除去した。
収量: 3.91g(100%)、ガラス状生成物バックボーン試薬1g。
MS: m/z 977.2=[M+9H]9+(計算値=977.4)。
1gのための別の合成経路
化合物1bの合成のために、250mLのiPrOH(無水物)中の4アームPEG5000テトラアミン(1a)(50.0g、10.0mmol)の懸濁液に、boc-Lys(boc)-OSu(26.6g、60.0mmol)及びDIEA(20.9mL、120mmol)を45℃で添加し、この混合物を30分間撹拌した。
次いで、n-プロピルアミン(2.48mL、30.0mmol)を添加した。5分後、溶液を1000mLのMTBEで希釈し、撹拌することなく-20℃で終夜貯蔵した。約500mLの上澄みをデカントし捨てた。300mLの冷MTBEを添加し、1分間、振とうした後、生成物を、ガラスフィルターを通した濾過によって集め、500mLの冷MTBEで洗浄した。生成物を16時間、真空中で乾燥した。
収量:白色のでこぼこした固体としての65.6g(74%)1b
MS: m/z 937.4=[M+7H]7+(計算値=937.6)。
化合物1cを、156mLの2-プロパノール中の、前ステップから得られた化合物1b(48.8g、7.44mmol)を40℃で撹拌することによって得た。196mLの2-プロパノール及び78.3mLの塩化アセチルの混合物を撹拌下で1〜2分内に添加した。40℃で30分間、溶液を撹拌し、-30℃に冷却し撹拌することなく終夜置いた。100mLの冷MTBEを添加し、懸濁液を1分間振とうし、-30℃で1時間冷却した。生成物を、ガラスフィルターを通した濾過によって集め、200mLの冷MTBEで洗浄した。生成物を16時間真空中で乾燥した。
収量:白色粉末としての38.9g(86%)1c
MS: m/z 960.1=[M+6H]6+(計算値=960.2)。
化合物1dの合成のために、boc-Lys(boc)-OSu(16.7g、37.7mmol)及びDIPEA(13.1mL、75.4mmol)を、45℃で、80mlの2-プロパノール中の、前ステップから得られた1cの懸濁液(19.0g、3.14mmol)に添加し、この混合物を45℃で30分間撹拌した。次いで、n-プロピルアミン(1.56mL、18.9mmol)を添加した。5分後、溶液を600mLの冷MTBEで沈殿させ、遠心分離(3000/分、1分)した。沈殿を1時間、真空中で乾燥し、400mL THF中に溶解した。200mLのジエチルエーテルを添加し、生成物を-30℃に冷却し撹拌することなく16時間置いた。懸濁液を、ガラスフィルターを通して濾過し、300mLの冷MTBEで洗浄した。生成物を16時間、真空中で乾燥した。
収量:白色固体としての21.0g(80%)1d
MS: m/z 1405.4=[M+6H]6+(計算値=1405.4)。
メタノール中の3N HCl(81mL、243mmol)中に前ステップから得られた化合物1d(15.6g、1.86mmol)を溶解し、40℃で90分間撹拌することによって、化合物1eを得た。200mLのMeOH及び700mLのiPrOHを添加し、この混合物を-30℃で2時間貯蔵した。結晶化を完了するために、100mLのMTBEを添加し、懸濁液を-30℃で終夜貯蔵した。250mLの冷MTBEを添加し、懸濁液を1分間、振とうし、ガラスフィルターを通して濾過し、100mLの冷MTBEで洗浄した。生成物を真空中で乾燥した。
収量:白色粉末としての13.2g(96%)1e
MS: m/z 679.1=[M+10H]10+(計算値=679.1)。
化合物1fの合成のために、boc-Lys(boc)-OSu(11.9g、26.8mmol)及びDIPEA (9.34mL、53.6mmol)を、165mlの2-プロパノール中の、前ステップから得られた化合物1e(8.22g、1.12mmol)の懸濁液に45℃で添加し、この混合物を30分間撹拌した。次いで、n-プロピルアミン(1.47mL、17.9mmol)を添加した。5分後、溶液を-18℃に2時間冷却し、次いで165mLの冷MTBEを添加し、懸濁液を1分間、振とうし、ガラスフィルターを通して濾過した。続いて、フィルターケークを、4×200mLの冷MTBE/iPrOH 4:1及び1×200mLの冷MTBEで洗浄した。生成物を16時間、真空中で乾燥した。
収量:淡黄色のでこぼこした固体としての12.8g、MW(90%)1f。
MS: m/z 1505.3=[M+8H]8+(計算値=1505.4)。
30mLのMeOH中に4アームPEG5kDa(-LysLys2Lys4(boc)8)4(1f)(15.5g、1.29mmol)を溶解し、0℃に冷却することによって、バックボーン試薬1gを得た。ジオキサン中の4N HCl(0℃に冷却された120mL、480mmol)を3分以内に添加し、氷浴を取り外した。20分後、メタノール中の3N HCl(0℃に冷却された200mL、600mmol)を15分以内に添加し、溶液を室温で10分間撹拌した。生成物溶液を480mLの冷MTBEで沈殿させ、1分間3000rpmで遠心分離した。沈殿を1時間、真空中で乾燥し、90mLのMeOHに再溶解し、240mLの冷MTBEで沈殿させ、懸濁液を1分間、3000rpmで遠心分離した。生成物1gを真空中で乾燥した。
収量:淡黄色フレークとしての11.5g(89%)。
MS: m/z 1104.9=[M+8H]8+(計算値=1104.9)。
バックボーン試薬(1h)の合成
Boc-Lys(Boc)-Osuの代わりにBoc-D-Lys(Boc)-Osuを使用することを除いて、バックボーン試薬(1h)を、1gについて記載のとおり合成した。
収量:白色発泡体として12.99g(76%)。
MS: m/z 910.50=[M+10H]10+(計算値=910.57)。
実施例2
架橋試薬2dの合成
架橋試薬2dを、以下のスキームに従って、アジピン酸モノベンジルエステル(英国、Arthur R.ら、Journal of Medicinal Chemistry、1990年、33巻(1号)、344〜347頁)及びPEG2000から調製した。
DCM(90.0mL)中のPEG2000(2a)(11.0g、5.5mmol)及びベンジルアジペート半エステル(4.8g、20.6mmol)の溶液を0℃に冷却した。ジシクロヘキシルカルボジイミド(4.47g、21.7mmol)を添加し、次いで触媒量のDMAP(5mg)を添加し、終夜(12時間)、溶液を撹拌して室温に到達させた。フラスコを5時間、+4℃で貯蔵した。固体を濾過し、真空中の蒸留によって溶媒を完全に除去した。残渣を1000mLの1/1(v/v)のジエチルエーテル/酢酸エチル中に溶解し、室温で2時間貯蔵し、その間に少量のフレーク状固体が形成された。固体をCelite(登録商標)のパッドを通した濾過によって取り出した。結晶化が完了するまで、溶液を、冷蔵庫中で-30℃で、しっかり閉じたフラスコ中に12時間貯蔵した。結晶生成物を、ガラスフリットを通して濾過し、冷却したジエチルエーテル(-30℃)で洗浄した。フィルターケークを真空中で乾燥した。
収量:無色の固体としての11.6g(86%)の2b。生成物を、さらに精製することなく次のステップで使用した。
MS: m/z 813.1=[M+3H]3+(計算値=813.3)。
500mLのガラスオートクレーブ中で、PEG2000-ビス-アジピン酸-ビス-ベンジルエステル2b(13.3g、5.5mmol)を、酢酸エチル(180mL)に溶解し、10%の木炭上パラジウム(0.4g)を添加した。水素の消費が終わるまで(5〜12時間)、溶液を、6bar、40℃で水素添加した。Celite(登録商標)のパッドを通した濾過によって触媒を除去し、溶媒を真空中で蒸発した。
収量:黄色がかった油としての12.3g(定量的)の2c。生成物を、さらに精製することなく次のステップで使用した。
MS: m/z 753.1=[M+3H]3+(計算値=753.2)。
75mLのDCM(無水物)中のPEG2000-ビス-アジピン酸半エステル2c(9.43g、4.18mmol)、N-ヒドロキシスクシンイミド(1.92g、16.7mmol)及びジシクロヘキシルカルボジイミド(3.44g、16.7mmol)の溶液を、室温で終夜撹拌した。反応混合物を0℃に冷却し、沈殿を濾過した。DCMを蒸発し、残渣をTHFから再結晶化した。
収量:無色固体としての8.73g(85%)の架橋試薬2d。
MS: m/z 817.8=[M+3H]3+(計算値=817.9g/mol)。
2eの合成
アジピン酸の代わりにグルタル酸を使用することを除いて、2eを2dについて記載のとおり合成した。
MS: m/z 764.4=[M+3H]3+(計算値=764.5)。
架橋試薬2kを、以下のスキームに従ってイソプロピルマロン酸モノベンジルエステル及びPEG3300から調製した。
イソプロピルマロン酸モノベンジルエステルrac-2hの合成のために、イソプロピルマロン酸(35.0g、239mmol)、ベンジルアルコール(23.3g、216mmol)及びDMAP (1.46g、12.0mmol)を、100mLアセトニトリルに溶解した。混合物を氷浴で0℃に冷却した。150mLアセトニトリル中のDCC (49.4g、239mmol)の溶液を、0℃で15分以内に添加した。氷浴を取り外し、反応混合物を終夜、室温で撹拌し、次いで固体を濾過した。濾液を真空中40℃で蒸発し、残渣を300mL MTBEに溶解した。この溶液を、2×300mL飽和NaHCO3水溶液で抽出し、次いで、合わせた水相を、6N塩酸を使用してpH=1〜3に酸性化した。得られた乳濁液を、2×300mL MTBEで抽出し、溶媒を蒸発した。合わせた有機相を200mL飽和水性NaClで洗浄し、MgSO4上で乾燥した。生成物を、溶離液として酢酸エチル/ヘプタン(10:90→20:80)を使用する340gシリカ上で精製した。溶離液を蒸発し、残渣を終夜、真空中で乾燥した。
収量 9.62g(17%)無色の油rac-2h。
MS: m/z 237.11=[M+H]+(計算値=237.11)。
化合物2iの合成のために、イソプロピルマロン酸モノベンジルエステルrac-2h(5.73g、24.24mmol)及びPEG 3300(20.0g、6.06mmol)を、110mLジクロロメタンに溶解し、氷浴で冷却した。20mLジクロロメタン中のDCC(5.00g、24.24mmol)及びDMAP(37mg、0.30mmol)の溶液を添加した。氷浴を取り外し、混合物を終夜、室温で撹拌した。得られた懸濁液を0℃に冷却し、固体を濾過した。溶媒を真空中で蒸発した。
残渣を70mLジクロロメタンに溶解し、室温で800mL MTBEで希釈した。混合物を終夜、-20℃で貯蔵した。沈殿を、ガラスフィルターPor.3を通した濾過によって集め、650mLの冷MTBE(-20℃)で洗浄した。生成物を終夜、真空中で乾燥した。沈殿の手順を繰り返した。生成物を真空中で終夜、乾燥した。
収量 20.49g(90%)白色粉末rac-2i。
MS: m/z 671.39=[M+6H]6+(計算値=671.47)。
化合物rac-2jの合成のために、化合物rac-2i(20.38g、5.42mmol)を酢酸メチル(130mL)に溶解し、242mgの木炭上パラジウム(10%)を添加した。環境気圧の水素雰囲気下で、混合物を終夜、室温で撹拌した。反応混合物を、celiteのパッドを通して濾過し、濾液を終夜、真空中で蒸発し乾燥した。
収量 18.24g(94%)ガラス状固体rac-2j。
MS: m/z 641.38=[M+6H]6+(計算値=641.43)。
化合物rac-2kの合成のために、化合物rac-2j(11.98g、3.35mmol)及びTSTU(4.03g、13.39mmol)を、室温で145mLジクロロメタンに溶解した。次いで、DIPEA(1.73g、13.39mmol)を添加し、混合物を45分間撹拌した。得られた懸濁液を濾過し、濾液を175mLの0.5Mリン酸緩衝液pH=6.5で洗浄した。有機相を、350mLの酢酸エチルで希釈した。有機相をMgSO4上で乾燥し、溶媒を真空中で蒸発した。残渣を100mLトルエンに溶解し、室温において25mL MTBEで希釈し、-20℃で終夜貯蔵した。沈殿を、ガラスフィルターPor.3を通した濾過によって集め、600mLの冷MTBE(-20℃)で洗浄した。生成物を終夜、真空中で乾燥した。
収量 8.50(67%)白色粉末rac-2k。
MS: m/z 673.72=[M+6H]6+(計算値=673.77)。
実施例3
遊離アミノ基を含有するヒドロゲルビーズ3a、3b、3c及び3dの調製
遊離アミノ基を含有するヒドロゲルビーズ3aの調製
28.6mL DMSO中の1200mgの1g及び3840mgの2eの溶液を、100mLヘプタン中の425mgのArlacel P135(Croda International Plc)の溶液に添加した。この混合物を、じゃま板を備えた250ml反応器において、25℃で10分間、プロペラ撹拌機で、650rpmで撹拌して懸濁液を形成した。4.3mL TMEDAを添加して重合を実施した。2時間後、撹拌速度を400rpmに減じ、混合物を、さらに16時間撹拌した。6.6mLの酢酸を添加し、次いで10分後に、50mLの水及び50mLの飽和塩化ナトリウム水溶液を添加した。5分後、撹拌機を停止し、水相を排出した。
ビーズのサイズ分別のために、水-ヒドロゲル懸濁液を、75、50、40、32及び20μmメッシュの鋼製篩で湿式篩分けした。32、40、及び50μmの篩で保留されたビーズ画分を集め、水で3回、エタノールで10回洗浄し、0.1mbarで16時間乾燥して白色粉末としての3aを得た。
fmoc-アミノ酸のヒドロゲルの遊離アミノ基との結合及び、続いてのGude, M.、J. Ryfら、(2002年)Letters in Peptide Science 9巻(4号): 203〜206頁によって記載されたfmoc測定によって、ヒドロゲルのアミノ基含有量を測定した。
3aのアミノ基含有量は、0.11と0.16mmol/gの間であることが測定された。
遊離アミノ基を含有するヒドロゲルビーズ3bの調製
32.81mL DMSO中の2850mgの1g及び3705mgの2dの溶液を、120mLヘプタン中の505mgのArlacel P135(Croda International Plc)の溶液に添加した。この混合物を、じゃま板を備えた250ml反応器において、25℃で10分間、プロペラ撹拌機で、800rpmで撹拌して懸濁液を形成した。9.51mL TMEDAを添加して重合を実施した。2時間後、撹拌速度を400rpmに減じ、混合物を、さらに16時間撹拌した。14.6mLの酢酸を添加し、次いで10分後に、50mLの水及び50mLの飽和塩化ナトリウム水溶液を添加した。5分後、撹拌機を停止し、水相を排出した。
ビーズのサイズ分別のために、水-ヒドロゲル懸濁液を、75、50、40、32及び20μmメッシュの鋼製篩で湿式篩分けした。32、40、及び50μmの篩で保留されたビーズ画分を集め、水で3回、エタノールで10回洗浄し、0.1mbarで16時間乾燥して白色粉末としての3bを得た。
遊離アミノ基を含有するヒドロゲルビーズ3cの調製
1gの代わりに1hを使用することを除いて、同じ手順に従って3cを合成した。
3b及び3cのアミノ基含有量は、0.7〜1.0mmol/gであることが判明した。
遊離アミノ基を含有するヒドロゲルビーズ3dの調製
(PEG修飾ヒドロゲル)
460mgの乾燥ヒドロゲルに相当する、DMSO中のヒドロゲル3cの懸濁液(425μmol、1eq)を、ポリエチレンフリットを備えたシリンジ中に充填し、DMSOで6回洗浄した。8mL DMSO中のPEG試薬(NHS活性化カルボキシ-PEG 10kDa、850mg、85μmol、0.2eq、RAPP Polymere、Tubingen、Germany)溶液、及び1.5mL DMSO-TMEDA(127μL、850μmol、2eq)の溶液を添加し、シリンジを、室温で22時間振とうした。次いで、PEG修飾ヒドロゲル3dを、10mL DMSOで10回洗浄し、アリコートを、遊離アミノ基含有量の測定のためにサンプリングした。ヒドロゲル懸濁液を4℃で貯蔵した。
3dのアミノ基含有量は、0.42〜0.46mmol/gであることが判明した。
直径100mmの1L反応器、400mLのウンデカン、1000mgの1h、5698mgのrac-2k、60.3gのDMSO、595mgのCithrol(商標)DPHS、4.5mLのTMEDA、及び6.7mLの酢酸の使用を除いて、3eを3aについて記載のとおり調製し、白色粉末としての1.24g(100μmの篩でのビーズ画分)の3eを与えた。
3eのアミノ基含有量は、0.068mmol/gであることが判明した。
740mgの1h、3362mgのrac-2k、36.9gのDMSO、365mgのCithrol(商標)DPHS、3.3mLのTMEDA、及び5.1mLの酢酸の使用を除いて、3fを3aについて記載のとおり調製し、白色粉末としての950mg(75μmの篩でのビーズ画分)の3fを与えた。
3fのアミノ基含有量は、0.179mmol/gであることが判明した。
実施例4
マレイミド官能化ヒドロゲル懸濁液4の調製及びマレイミド置換の測定
ヒドロゲル3aを99/1(v/v)のDMSO/DIPEAで予備洗浄し、DMSOで洗浄し、DMSO中のMal-PEG6-NHSの溶液(ヒドロゲルのアミノ基の理論量に対して2.0当量)と一緒に45分間インキュベートした。ヒドロゲルを、DMSOで5回洗浄し、pH3.0のコハク酸塩(20mM、1mM EDTA、0.01% Tween-20)で5回洗浄した。サンプルを、pH6.0のリン酸ナトリウム(50mM、50mMエタノールアミン、0.01% Tween-20)で3回洗浄し、室温で1時間、同じ緩衝液中でインキュベートした。次いで、ヒドロゲルを、pH3.0のコハク酸ナトリウム(20mM、1mM EDTA、0.01% Tween-20)で5回洗浄し、その緩衝液中に保って懸濁液中のマレイミド官能化ヒドロゲル4を得た。
マレイミド含有量の測定のために、ヒドロゲル4のアリコートを、水及びエタノールでそれぞれ3回洗浄した。アリコートを減圧下で乾燥し、アリコート中のヒドロゲルの重量を測定した。ヒドロゲル4の別のアリコートを、過剰なメルカプトエタノールと反応させ(室温で30分、50mMリン酸ナトリウム緩衝液中)、メルカプトエタノールの消費量を、エルマン試験(Ellman, G.L.ら、Biochem.Pharmacol.、1961年、7巻、88〜95頁)によって検出した。乾燥ヒドロゲル1g当たり0.10〜0.15mmolのマレイミド含有量が算出された。
実施例5
ベタメタゾンリンカー試薬5の調製
以下のスキームに従って、ベタメタゾンリンカー試薬5を合成した。
21-グリシル-ベタメタゾンを、文献(Benedini, Francesca; Biondi, Stefano; Ongini, Ennio、PCT国際出願公開(2008年)、WO 2008095806 A1 20080814)に従って調製する。塩化メチレン(無水物、分子篩、40ml)中の21-グリシル-ベタメタゾン塩酸塩(MW 486g/mol、600mg、1.2mmol)の溶液に、Trt-S-PEG4-COOH(MW 480.6g/mol、960mg、2.0mmol)、EDC-HCL(191.7g/mol、383mg、2.0mmol)及びDIEA(129.2g/mol、d 0.742mg/mL、0.7ml、4mmol)を添加する。反応物を室温で24時間撹拌する。溶液をH3PO4の5%溶液(50ml)で処理する。有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥し、減圧下で濃縮する。残渣を2mLジクロロメタン及び8mL HFIPに溶解する。0.4mL TESを添加し、反応物を室温で1時間撹拌する。揮発性物質を減圧下で除去し、RP-HPLCによって5を精製する。
実施例6
ベタメタゾンリンカーヒドロゲル6の合成
pH3.0のコハク酸緩衝液(20mM、1mM EDTA、0.01% Tween-20)/アセトニトリルの1/2(v/v)中のマレイミド官能化ヒドロゲル4の懸濁液(250mgの乾燥ヒドロゲルに相当、乾燥ヒドロゲル1g当たり0.1mmolのマレイミド配合)を、フィルターフリットを備えたシリンジ中に充填する。ヒドロゲルを、2/1(v/v)のアセトニトリル/0.1% TFA(v/v)を含有する水で10回洗浄する。2/1(v/v)のアセトニトリル/0.1% TFAを含有する水(3.7mL)中のベタメタゾンリンカー試薬6(MW 669.8g/mol、18.5mg、27.5μmol)の溶液を調製し、室温で2分間振とうして平衡懸濁液を得る。334μLのリン酸緩衝液(pH7.4、0.5M)を添加し、シリンジを室温で撹拌する。チオールの消費をエルマン試験によってモニターする。ヒドロゲルを、1/1(v/v)のアセトニトリル/0.1% TFA(v/v)を含有する水で10回洗浄する。
メルカプトエタノール(47μL)を、1/1(v/v)のアセトニトリル/水プラス0.1% TFA(3mL)及びリン酸緩衝液(0.5mL、pH7.4、0.5M)に溶解する。溶液をシリンジに吸い込み、シリンジを室温で30分間撹拌する。ヒドロゲルを、1/1(v/v)のアセトニトリル/水プラス0.1% TFAで10回洗浄し、無菌コハク酸緩衝液(10mM、46g/Lマンニトール、0.05% Tween-20、5M NaOHでpH5.0に調節されている)で10回洗浄する。体積を5mLに調節して、コハク酸緩衝液中の懸濁液として50mg/mLベタメタゾンリンカーヒドロゲル6を得る。
ベタメタゾン含有量を、反応中のチオール消費によって測定する(エルマン試験)。
実施例7
インビトロ放出速度論
ベタメタゾンリンカーヒドロゲル6のアリコートを、フィルターフリットを備えたシリンジ中に移し、pH7.4のリン酸緩衝液(60mM、3mM EDTA、0.01% Tween-20)で5回洗浄する。ヒドロゲルを、同じ緩衝液中に懸濁し、37℃でインキュベートする。規定の時点で(それぞれ1〜7日のインキュベーション時間の後)、上澄みを交換し、遊離ベタメタゾンを、215nmにおいてRP-HPLCによって定量化する。遊離ベタメタゾンに相関するUVシグナルを積分し、インキュベーション時間に対してプロットする。
曲線適合ソフトウェアを使用して対応する放出の半減期を推定する。
実施例8
抗原誘導関節炎の家兎における、ベタメタゾンリンカーヒドロゲルの関節内注射後のベタメタゾンの薬物動態、薬力学及び局所耐性
関節炎を、オボアルブミン法(Horisawa E、Hirota T、Kawazoe S、Yamada J、Yamamoto H、Takeuchi H、Kawashima Y. Prolonged anti-inflammatory action of DL-lactide/glycolide copolymer nanospheres containing betamethasone sodium phosphate for an intra-articular delivery system in antigen-induced arthritic rabbit、Pharm Res. 2002 Apr;19巻(4号):403〜10頁)によって、家兎の関節に誘導する。14匹のオスのニュージーランドホワイトウサギに、5mg/mLのオボアルブミンを含有するフロイント完全アジュバントの皮内注射によって免疫を持たせる。免疫化の三週間後、5mgのオボアルブミンを含有する0.5mLの食塩水を注射することによって、左膝において関節炎を誘導する。同時に、3mgのベタメタゾンを含有する200μlのベタメタゾンリンカーヒドロゲル懸濁液6を、関節腔に投与する。対照動物には、懸濁緩衝液を投与する。関節に攻撃して、4時間、及び1、3、7、14、28及び42日後に、それぞれ2匹の動物を安楽死させる。麻酔下で中央耳動脈又は心臓出血から全血を集める。滑液を両方の膝から集める。血漿及び滑液中のベタメタゾンを、文献(Pereira Ados S、Oliveira LS、Mendes GD、Gabbai JJ、De Nucci G. Quantification of betamethasone in human plasma by liquid chromatography-tandem mass spectrometry using atmospheric pressure photoionization in negative mode、J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2005 Dec 15;828巻(1〜2号):27〜32頁)に従って、液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法によって定量化する。関節腫脹の軽減及び表面の皮膚温度の低下、並びに、軟骨質的評価及び生体適合性についての組織学的評価を、文献(Horisawa E、Hirota T、Kawazoe S、Yamada J、Yamamoto H、Takeuchi H、Kawashima Y. Prolonged anti-inflammatory action of DL-lactide/glycolide copolymer nanospheres containing betamethasone sodium phosphate for an intra-articular delivery system in antigen-induced arthritic rabbit、Pharm Res. 2002 Apr;19巻(4号):403〜10頁)に従って実施する。
実施例9
デキサメタゾンリンカー試薬7a、7b及び7cの調製
デキサメタゾンリンカー試薬7a、7b及び7cを、以下のスキームに従って合成した。
デキサメタゾンジカルボン酸ヘミエステルの合成のための一般的手順A:
デキサメタゾン(1eq)を、ジクロロメタン/アセトニトリル溶液(5/1、v/v、デキサメタゾン濃度5mg/mL)に溶解し、環状無水物(4eq)及びDMAP(2eq)を添加する。反応混合物を、室温で2時間撹拌し、次いで、揮発性物質を減圧下で除去する。残留物を、水/アセトニトリル(1/1、v/v)+0.1%TFA溶液において取り、RP-HPLCによって精製する。集めた画分を凍結乾燥し、白色の非晶質固体としての所望の生成物を得る。
デキサメタゾンリンカー試薬7aの合成
7aを、無水コハク酸を使用して、一般的手順Aに従って、100mgのデキサメタゾンから合成した。
収量:123mg(0.250mmol、98%)。
MS: m/z 493.27=[M+H]+(MW計算値=492.22)。
デキサメタゾンリンカー試薬7bの合成
7bを、グルタル酸無水物を使用して、一般的手順Aに従って、40mgのデキサメタゾンから合成した。
収量:37mg(0.073mmol、72%)。
MS: m/z 507.29=[M+H]+(MW計算値=506.23)。
デキサメタゾンリンカー試薬7cの合成
7cを、ジグリコール酸無水物を使用して、一般的手順Aに従って、80mgのデキサメタゾンから合成した。
収量:93mg(0.183mmol、90%)。
MS: m/z 509.25=[M+H]+(MW計算値=508.21)。
実施例10
デキサメタゾンリンカー試薬8a、8b及び8cの調製
デキサメタゾンリンカー8a、8b及び8cを以下のスキームに従って合成した。
デキサメタゾンリンカー試薬の合成のための一般的手順B:
デキサメタゾン(1eq)を、ジクロロメタン/アセトニトリル(6/1、v/v)溶液(デキサメタゾン濃度8mg/mL)に溶解し、Boc保護アミノ酸(1.5eq)、DMAP(2.5eq)及びEDC.HCl(2.5eq)を逐次的に添加する。反応混合物を室温で1時間撹拌し、ジクロロメタンで希釈する。溶液を、塩酸水溶液(0.1N)で3回、ブラインで1回洗浄する。次いで、有機層を、Na2SO4上で乾燥し、濾過し、揮発性物質を真空中で除去する。次いで、残留物を、HFIP/TFA(1/1、v/v)溶液に入れ、得られた混合物を室温で30分間撹拌する。揮発性物質を減圧下で除去し、残留物を、再びジクロロメタンに溶解する。次いで、DIPEA(3eq)、DMAP(3eq)及びグルタル酸無水物(3eq)を添加し、得られた混合物を室温で2時間撹拌する。反応混合物を、減圧下で蒸発させ、残留物を、水/アセトニトリル(1/1、v/v)溶液において取る。リンカー試薬を、RP-HPLCによって精製し、その後、集めた画分の凍結乾燥は、白色の非晶質固体としての所望のデキサメタゾンリンカーを与える。
デキサメタゾンリンカー試薬8aの合成
8aを、Boc-グリシンをアミノ酸として使用して、一般的手順Bに従って、150mgのデキサメタゾンから合成した。
収量:160mg(0.284mmol、74%)。
MS: m/z 564.34=[M+H]+(MW計算値=563.25)。
デキサメタゾンリンカー試薬8bの合成
8bを、Boc-β-アラニンをアミノ酸として使用して、一般的手順Bに従って、1.4gのデキサメタゾンから合成した。
収量:1.593g(2.758mmol、77%)。
MS: m/z 578.19=[M+H]+(MW計算値=577.27)。
デキサメタゾンリンカー試薬8cの合成
8cを、γ-(Boc-アミノ)酪酸をアミノ酸として使用して、一般的Bに従って、130mgのデキサメタゾンから合成した。
収量:160mg(0.270mmol、82%)。
MS: m/z 592.26=[M+H]+(MW計算値=591.28)。
実施例11
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ9a、9b及び9cの合成
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ合成のための一般的手順C:
ヒドロゲル3b(1eq、アミン含有)を秤量して、ポリエチレンフリットを備えたシリンジに入れ、DMFで5回洗浄し、DMF中で、1.3eqのデキサメタゾンリンカー試薬、1.5 eqのPyBOP及び4eqのDIPEAと共に2時間撹拌する(DMF1mLあたり約60mgのヒドロゲル)。次いで、デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグを、DMF(10回)、ジクロロメタン(10回)及びエタノール(10回)で洗浄し、真空中で乾燥する。
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ9a、9b及び9cを、それぞれ、デキサメタゾンリンカー試薬7a、7b及び7cを使用して、一般的手順Cに従って合成した。
コンジュゲーション後のヒドロゲルの重量増加に基づいて、デキサメタゾン担持量を算出した。18〜23%のデキサメタゾン担持量(デキサメタゾンの重量/デキサメタゾンリンカーヒドロゲルの総重量)を得た。
実施例12
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ10a、10b、10c及び10dの合成
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ合成のための一般的手順D:
ヒドロゲル3b(1eq、アミン含有)を秤量して、ポリエチレンフリットを備えたシリンジに入れ、DMFで5回洗浄し、DMF中で、1.5eqのデキサメタゾンリンカー試薬、2.5eqのPyBOP及び4eqのDIPEAと共に2時間撹拌する(DMF1mLあたり60mgのヒドロゲル)。次いで、デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグを、DMF(10回)、ジクロロメタン(10回)及びエタノール(10回)で洗浄し、真空中で乾燥する。
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ10a、10b、10c及び10dを、それぞれ、ヒドロゲル3b、3b、3d及び3b、並びに、デキサメタゾンリンカー試薬8a、8b、8b及び8cを使用して、一般的手順Dに従って合成した。10cの合成について、DMFの代わりにNMP(NMP1mLあたり90mgのヒドロゲル)を使用した。
コンジュゲーション後のヒドロゲルの重量増加に基づいて、デキサメタゾン担持量を算出した。14〜17%のデキサメタゾン担持量(デキサメタゾンの重量/デキサメタゾンリンカーヒドロゲルの総重量)を得た。
実施例13
インビトロ放出速度論
pH7.40でのインビトロ放出速度論
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグのアリコートを秤量して、ポリエチレンフリットを備えたシリンジに入れ、pH7.40のPBSTE緩衝液で3回洗浄した。シリンジを約2mLまで同じ緩衝液で満たし、37℃でインキュベートした。規定の時点で(それぞれ1〜7日のインキュベーション時間の後)、上澄みを交換し、放出されたデキサメタゾンを、215nmにおいてRP-HPLCによって定量化した。遊離デキサメタゾンに相関するUVシグナルを積分し、放出されたデキサメタゾンの量をデキサメタゾンの較正曲線との比較によって算出した。遊離デキサメタゾンを、インキュベーション時間に対してプロットし、曲線適合ソフトウェアを使用して、放出の半減期を測定し、一次放出速度論を推定した。
デキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグからのデキサメタゾンの放出半減期:
実施例14
ACLT誘導関節炎の家兎における、デキサメタゾンリンカーヒドロゲルの関節内注射後のデキサメタゾンの薬物動態及び薬力学
メスのHyla NGウサギ(24週齢、平均体重4.4kg)において、右膝の前十字靭帯切断術(ACLT)によって関節炎を誘導した。術後4日後に、動物に、350μlのクエン酸緩衝液(pH6.5)中のデキサメタゾンリンカーヒドロゲルプロドラッグ10c(デキサメタゾン含有量4.6mg)、又は350μlのクエン酸緩衝液のみを関節内注射した。材料及び方法に記載した通り、複数の時点で採血し、血漿中のデキサメタゾン濃度を測定した。注射の8週間後、動物を屠殺した。右膝の軟骨の肉眼的変化の重症度を、墨汁の取り込みによって等級付けした。無傷の軟骨は、インクの取り込みを示さないが、軟骨の損傷の増大は、インクの取り込みの増加と相関している。デキサメタゾン群において、評価可能動物は、対照群と比較して、軟骨破壊の徴候をあまり示さなかった。さらに、デキサメタゾン群においては、明確で顕著な骨棘形成を示した対照群と比較して骨棘形成の任意の徴候がほとんど観察されなかった。PKのデータは、8週間にわたる突発的でなく安定なデキサメタゾン放出プロファイルを示す(図1)。
実施例15
リンカー試薬11cの合成
リンカー試薬11cを、以下のスキームに従って合成した。
11aの合成:
Fmoc-L-Asp(OtBu)-OH(1.00g、2.43mmol)を、DCC(0.70g、3.33mmol)と共にDCM(25mL)に溶解した。Oxyma pure(0.51g、3.58mmol)及びコリジン(0.50mL、3.58mmol)を一度に添加し、DCM(15mL)中のN-Boc-エチレンジアミン(0.41g、2.56mmol)の溶液を、ゆっくりと添加した。室温で90分間、混合物を撹拌した後、形成された沈殿を濾過し、濾液を水性HCl(0.1M、50mL)で洗浄した。水層をDCM(2×20mL)で抽出し、合わせた有機画分を、飽和水性NaHCO3(3×25mL)及びブライン(1×50mL)で洗浄し、Na2SO4上で乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。粗製固体をフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。中間体N-boc-N'-(N-fmoc-4-tert.-ブチル-L-アスパルトイル)-エチレンジアミンが、白色固体(0.98g、1.77mmol、73%)として得られた。
MS: m/z 554.29=[M+H]+、(計算値=554.29)。
N-boc-N'-(N-fmoc-4-tert.-ブチル-L-アスパルトイル)-エチレンジアミン(0.98g、1.77mmol)をTHF(15mL)に溶解し、DBU(0.31mL)を添加し、溶液を室温で12分間撹拌した。反応をAcOH(0.5ml)でクエンチし、真空中で濃縮し、残渣をフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、白色固体として11a(0.61g、1.77mmol、2ステップで73%)を得た。
MS: m/z 332.38=[M+H]+、(計算値=332.22)。
11bの合成:
6-アセチルチオヘキサン酸(0.37g、1.95mmol)をDCM(19.5mL)に溶解し、Oxyma pure(0.35g、2.48mmol)及びDCC(0.40g、1.95mmol)を一度に添加した。溶液を室温で30分間撹拌し、濾過し、濾液をDCM(10.5mL)中の11a(0.61g、1.77mmol)の溶液に添加した。DIPEA(0.46mL、2.66mmol)を溶液に添加し、反応物を室温で2時間撹拌した。溶液を、水性H2SO4(0.1M、2×30mL)、飽和水性NaHCO3(2×20mL)及びブライン(1×20mL)で洗浄した。有機層をNa2SO4上で乾燥し、濾過し、真空中で濃縮した。粗製物質をフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、白色固体としてN-boc-N'-(N-6-アセチルチオヘキシル-4-tert.-ブチル-L-アスパルトイル)-エチレンジアミン(0.65g、1.30mmol、2ステップで73%)を得た。
MS: m/z 504.27=[M+H]+、(計算値=504.28)。
N-boc-N'-(N-6-アセチルチオヘキシル-4-tert.-ブチル-L-アスパルトイル)-エチレンジアミン(0.60g、1.18mmol)をTFA(5mL)に溶解し、TES(0.13mL)及び水(0.13ml)を添加した。混合物を室温で30分間撹拌した。TFAをN2の流れの中で除去し、粗製11bをH2O/ACN 1:1に溶解し、RP-HPLCによって精製した。
収量: 0.39g、0.85mmol(TFA塩)、72%。
MS: m/z 348.25=[M+H]+、(計算値=348.16)。
11cの合成:
11b(TFA塩、0.38g、0.80mmol)をDMF(5mL)に溶解し、(5-メチル-2-オキソ-1,3-ジオキソル-4-イル)-メチル4-ニトロフェニルカーボネート(0.26g、0.88mmol)及びDIPEA(0.28mL、1.6mmol)を添加した。得られた懸濁液をDCM(5mL)で希釈し、室温で3時間撹拌した。さらにDIPEA(0.28mL 1.6mmol)を添加し、2時間撹拌を続けた。DCMを真空中で濃縮し、残渣をH2O/ACN 3:1で希釈し、RP-HPLCによって精製して無色の油としてN-(5-メチル-2-オキソ-1,3-ジオキソル-4-イル)-メチル-オキソカルボニル-N'-(N-6-アセチルチオヘキシル-L-アスパルチル)-エチレンジアミン(0.31g、0.62mmol、77%)を得た。
MS: m/z 504.16=[M+H]+、(計算値=504.17)。
N-(5-メチル-2-オキソ-1,3-ジオキソル-4-イル)-メチル-オキソカルボニル-N'-(N-6-アセチルチオヘキシル-L-アスパルチル)-エチレン-ジアミン(150mg、0.30mmol)をDCM(17.5mL)に溶解し、NHS(41mg、0.36mmol)、DCC(74mg、0.36mmol)及びDMAP(4mg、0.03mmol)を一度に添加した。反応物を室温で1時間撹拌し、得られた懸濁液を濾過した。沈殿を少量のDCMで洗浄し、合わせた濾液を真空中で濃縮した。11cをRP-HPLCによって精製して無色の油(144mg、0.24mmol、80%)を得た。
MS: m/z 601.18=[M+H]+、(計算値=601.18)。
実施例16
ガンマ滅菌されたヒドロゲルビーズ12の調製
NMP中の1% n-プロピルアミン10mLにおける523mgのヒドロゲルビーズ3e懸濁液を、室温で、30kGyの線量でガンマ照射した(60Co)。
実施例17
PEG化ヒドロゲルビーズ13a及び13bの調製
NMP中の1% n-プロピルアミンにおける523mgのヒドロゲルビーズ12懸濁液を、NMPで5回、及びDMSOで5回洗浄した。189mgのNHS活性化カルボキシPEG(20kDa)を、3mLのDMSO(37℃)に溶解し、ヒドロゲルビーズに添加した。1.5mLのDMSO中の52μlのTMEDAを添加し、混合物を、室温で48時間振とうした。得られたPEG化ヒドロゲルビーズ13aを、DMSO及びNMPで各5回洗浄し、さらに処理することなく次の反応に使用した。
499mgのヒドロゲルビーズ3f、390mgのNHS活性化カルボキシPEG(20kDa)、及び134μlのTMEDAの使用を除いて、13bを13aについて記載のとおり調製した。
実施例18
マレイミド官能化ヒドロゲルビーズ14a及び14bの調製
NMP中のヒドロゲルビーズ13aを、NMP中の2%DIPEAで2回洗浄した。340mgのMal-PEG6-PFPを2mLのNMPに溶解し、洗浄したヒドロゲルビーズ6aに添加した。ヒドロゲル懸濁液を、室温で2時間インキュベートした。得られたマレイミド官能化ヒドロゲルビーズ14aを、NMP、水、水/エタノールp.a.1/1及びエタノールp.a.で各5回洗浄した。ヒドロゲルビーズ14aを、一定の重量になるまで0.1mbarで乾燥した。0.048mmol/gのマレイミド含有量が得られた。
ヒドロゲルビーズ13b及び450mgのMal-PEG6-PFPの使用を除いて、14bを14aについて記載のとおり調製した。0.104mmol/gのマレイミド含有量が得られた。
実施例19
脱保護IL-1ra-リンカー15cの合成
脱保護IL-1ra-リンカー15cを以下のスキームに従って合成した。
酸化IL-1ra 15aの合成
1000mgのIL-1ra(Kineret(登録商標)、10個の既製のシリンジ、7450μLの溶液)を、30mLのPBSTE緩衝液で希釈した。3.54mLの0.5Mリン酸緩衝液(pH7.4)中の57.4mgの5,5'-ジチオビス(2-ニトロ安息香酸)の溶液を添加した。混合物を、室温で1時間インキュベートし、酸化IL-1ra15a(内部ジスルフィド架橋の形成)は、PBSTE緩衝液に緩衝液交換した。
MS: m/z 1726.54=[M+H]10+、(計算値=1726.56)。
IL-1raの完全な酸化(内部ジスルフィド架橋の形成)は、マレイミド反応性試験において確認することができる。酸化IL-1ra15aは、反応性の高いシステインの妨害により、マレイミドの反応性を欠くが、IL-1raは、1/1の割合で、マレイミド試薬による完全な転化を示す。
マレイミド反応性試験:2μlのIL-1ra溶液(23.9mg/mL)を、20μlのPBSTEで希釈し、0.5Mリン酸緩衝液(pH7.4)1mLあたり7.5mgのN-マレオイル-β-アラニン1.2μlと10分間反応させる。LCMSによって測定された通り、IL-1raは、1/1の割合で、マレイミドによる完全な転化を示したが、酸化IL-1ra15aは、反応性を欠いた。
MS(IL-1ra+マレイミド試薬): m/z 1743.61=[M+10H]10+、(計算値=1743.67)。
MS(酸化IL-1ra15a): m/z 1726.54=[M+10H]10+、(計算値=1726.56)。
脱保護IL-1ra-リンカー15cの合成
6mgのリンカー試薬11cを、100μLのDMSOに溶解し、100mMの濃度を得た。115μl (IL-1raの量に対して、0.5モル当量のリンカー試薬11c)を、PBSTE緩衝液中のIL-1ra15aの溶液(17.98mg/mL、22.3mL)に添加した。反応混合物を注意深く混合し、室温で5分間インキュベートした。その後、2回の追加の0.5モル当量のリンカー試薬11cを添加し、各当量の添加後、反応混合物を、室温で5分間インキュベートし、IL-1ra15aと、保護されたIL-1ra-リンカーモノコンジュゲート15bとの混合物を得た。IL-1ra15aと、保護されたIL-1ra-リンカーモノコンジュゲート15bとの比は、MS[M+10H]10+によって測定された通り、約2/1である。緩衝液を、pH6.5クエン酸緩衝液に交換した。22mLという最終容積を得た。
MS(保護されたIL-1ra-リンカー15b): m/z 1775.05=[M+10H]10+、(計算値=1775.07)。
15bから保護基を除去するために、pH6.5クエン酸緩衝液中の0.5MのNH2OH(4NのNaOHを添加することによりpH6.50に調整された、pH6.5クエン酸緩衝液に溶解している塩酸NH2OH)を、22mLのクエン酸緩衝液(pH6.5)中の15bの溶液に添加して、NH2OHの最終濃度を70mMにした。脱保護反応物を室温で6時間インキュベートして、脱保護IL-1ra-リンカーコンジュゲート15cとIL-1ra15aとの混合物を得た。混合物を濃縮し(Centrifugal Filter Units、Amicon Ultra 15、MWCO 10kDa)、pH6.5クエン酸緩衝液に緩衝液交換し、0.22μmのシリンジフィルターに通して滅菌濾過した。
15mLという最終容積、及び異なるIL-1ra種の22.06mg/mLという全体のタンパク質濃度を得た。IL-1ra15aと、脱保護IL-1ra-リンカーコンジュゲート15cとの比は、MS[M+10H]10+によって測定された通り、約2/1である。
MS(脱保護IL-1ra-リンカー15c): m/z 1755.29=[M+10H]10+、(計算値=1755.24)。
実施例20
IL-1ra-リンカー-ヒドロゲルプロドラッグ16a及び16bの合成
33mgのマレイミド官能化ヒドロゲルビーズ14aを、pH6.5クエン酸緩衝液で5回洗浄した。pH6.5クエン酸緩衝液中の3.4mLのIL-1ra15a/IL-1ra-リンカーコンジュゲート15c混合物(全体のタンパク質含有量22.06mg/mL)をヒドロゲルに添加し、室温で終夜振とうした。ヒドロゲルをpH6.5クエン酸緩衝液で5回洗浄した。残留するマレイミド基をクエンチするために、3mLのpH6.5クエン酸緩衝液中の2.4μlのメルカプトエタノールの溶液を、ヒドロゲルに添加し、1時間振とうした。ヒドロゲルを、pH6.5クエン酸緩衝液で5回洗浄した。IL-1raジスルフィドの還元を、DTT溶液(90% PBSTE及び10% 0.5Mリン酸緩衝液(pH7.4)中の0.1M DDT、pH7.4に調整)でヒドロゲルを3回洗浄することにより実施した。3mLのDTT溶液をヒドロゲルに入れ、懸濁液を、37℃で1日インキュベートした。ヒドロゲルを、pH6.5クエン酸緩衝液で12回洗浄した。IL-1raリンカーヒドロゲルプロドラッグ16aを、風袋計量された(tared)バイアル中に移し、pH6.5クエン酸緩衝液で希釈し、流動性懸濁液を得た。
ヒドロゲルのIL-1RA担持量を、定量的アミノ酸分析(QAAA)によりIL-1raリンカーヒドロゲルプロドラッグ16aのアリコートを分析することによって測定した。
ヒドロゲル1mgあたり0.67mgのIL1RAという担持量を得た。
11mgのヒドロゲルビーズ14b、pH6.5クエン酸緩衝液中の3.5mLのIL-1ra15a/IL-1ra-リンカーコンジュゲート15c混合物(22.06mg/mL)、及び0.8μlのメルカプトエタノールの使用を除いて、IL-1raリンカーヒドロゲルプロドラッグ16bを前に従って合成した。
ヒドロゲル1mgあたり1.64mgのIL1RAという担持量を得た。
実施例21
インビトロ放出速度論-インビトロ半減期の測定
IL-1ra-リンカー-ヒドロゲルプロドラッグ16a又は16bのアリコート(約5mgのIL-1raを含有する)を、PBSTE緩衝液で5回洗浄し、37℃で、約1mLのPBSTE中でインキュベートした。緩衝液を様々な時間間隔の後に交換し、放出されたIL-1raを、220nmにおけるSEC-HPLCによって定量化した。遊離IL-1raに相当するピークを積分し、遊離IL-1raの合計量を、合計インキュベーション時間に対してプロットした。曲線適合ソフトウェア(Graphpad Prism 5.04)を適用して一次開裂速度を求めた。6週間という放出半減期を得た。
放出されたIL-1raの同定は、SEC-HPLC及びMSによって確認した。放出されたIL-1raは、マレイミド試験(実施例19)において反応性が高かったので、ヒドロゲル上の酸化IL-1raのジスルフィド結合の還元の成功を確認した。
実施例22
ACLT誘導関節炎の家兎における、IL-1raリンカーヒドロゲルプロドラッグの関節内注射の軟骨保護効果
24週齢のメスのHyla NGウサギ(平均体重4.4kg)において、右膝の前十字靭帯切断術(ACLT)によって関節炎を誘導した。術後4日後に、動物に、350μlのクエン酸緩衝液(pH6.5)中のIL-1raリンカーヒドロゲルプロドラッグ16a(IL-1ra含有量7.5mg)又は350μlのクエン酸緩衝液のみを関節内注射した。注射の8週間後、動物を屠殺した。右膝の軟骨の肉眼的変化の重症度を、墨汁の取り込みによって等級付けした。無傷の軟骨は、インクの取り込みを示さないが、軟骨の損傷の増大は、インクの取り込みの増加と相関している。IL-1ra群において、軟骨は、対照群と比較して、破壊の徴候をほとんど示さなかった。IL-1ra群において、内側顆での骨棘形成は、対照群と比較して、それほど顕著でなかった。対照群とは異なり、IL-1ra群の脛骨プラトーにおいて、骨棘形成の徴候は、全く観察されなかった。
略語:
ACLT 前十字靭帯切断術
AcOH 酢酸
AcOEt 酢酸エチル
Bn ベンジル
Boc t-ブチルオキシカルボニル
DBU 1,3-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン
DCC N,N-ジシクロヘキシルカルボジイミド
DCM ジクロロメタン
DIPEA ジイソプロピルエチルアミン
DMAP ジメチルアミノ-ピリジン
DMF N,N-ジメチルホルムアミド
DMSO ジメチルスルホキシド
DTT DLジチオトレイトール
EDC 1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド
EDTA エチレンジアミン四酢酸
eq 化学量論当量
EtOH エタノール
Fmoc 9-フルオレニルメトキシカルボニル
HPLC 高速液体クロマトグラフィー
HOBt N-ヒドロキシベンゾトリアゾール
iPrOH 2-プロパノール
LCMS 質量分析接続液体クロマトグラフィー
Mal 3-マレイミドプロピル
Mal-PEG6-NHS N-(3-マレイミドプロピル)-21-アミノ-4,7,10,13,16,19-ヘキサオキサ-ヘンエイコサン酸NHSエステル
Me メチル
MeOH メタノール
Mmt 4-メトキシトリチル
MS 質量スペクトル/質量分析
MTBE メチルtert.-ブチルエーテル
MW 分子量
NHS N-ヒドロキシスクシンイミド
PBSTE Tween及びEDTAを含むリン酸緩衝食塩水
PEG ポリ(エチレングリコール)
PyBOP ベンゾトリアゾール-1-イル-オキシ-tris-ピロリジノ-ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
RP-HPLC 逆相高速液体クロマトグラフィー
rpm 毎分回転数
RT 室温
SEC サイズ排除クロマトグラフィー
TCEP tris(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩
TES トリエチルシラン
TFA トリフルオロ酢酸
THF テトラヒドロフラン
TMEDA N,N,N'N'-テトラメチルエチレンジアミン
Trt トリフェニルメチル、トリチル
UPLC 超高速液体クロマトグラフィー
v 体積

Claims (14)

  1. 関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のためのポリマープロドラッグ。
  2. 関節内注射のための使用のためのポリマープロドラッグ。
  3. 関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における関節内注射のための使用のためのポリマープロドラッグ。
  4. (i)ポリマープロドラッグが、少なくとも1種のポリマーを含むポリマー担体を含み、
    (ii)1種以上の生物活性部分が、可逆性プロドラッグリンカー部分を介して前記ポリマー担体に可逆的に結合している、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグ。
  5. ポリマー担体が水溶性である、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグ。
  6. ポリマー担体が、直鎖、分岐又は樹状のPEGベースのポリマーを含む、好ましくはそれからなる、請求項5に記載の使用のためのポリマープロドラッグ。
  7. ポリマー担体が非水溶性である、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグ。
  8. ポリマー担体が、PEGベースのヒドロゲルを含む、好ましくはそれからなる、請求項7に記載の使用のためのポリマープロドラッグ。
  9. a)関節の疾患の予防、診断及び/又は治療における使用のための
    及び/又は
    b)関節内注射のための使用のための、
    請求項1から8のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグと、場合によって、1種以上の薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物。
  10. 関節の疾患が、感染性関節症(M00〜M03)、炎症性多発性関節症(M05〜M14)、関節症(M15〜M19)、他の関節障害(M20〜M25)、並びに全身性結合組織障害(M30〜M36)、脊椎疾患(M40〜M54)、軟部組織障害(M60〜M79)、骨疾患及び軟骨疾患(M80〜M94)から選択される、請求項1及び3から9のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグ又は医薬組成物。
  11. 1種以上の生物活性部分が、(i)非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、(ii)疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)、(iii)コルチコステロイド薬、及び(iv)生物製剤からなる群から選択される、請求項1から10のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグ又は医薬組成物。
  12. 1種以上の生物活性部分がIL-1raである、請求項1から11のいずれか一項に記載の使用のためのポリマープロドラッグ又は医薬組成物。
  13. 関節の疾患を予防及び/又は治療する方法であって、それを必要とする患者に、治療有効量の請求項1から12のいずれか一項に記載のポリマープロドラッグ又は医薬組成物を投与するステップを含む方法。
  14. ポリマープロドラッグ又は医薬組成物が、関節内注射によって投与される、請求項13に記載の方法。
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