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KR100585348B1 - 중수소화된 시클로스포린 유사체 및 면역조절제로서 그의용도 - Google Patents

중수소화된 시클로스포린 유사체 및 면역조절제로서 그의용도 Download PDF

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Abstract

본원에는 천연 및 현재 공지된 다른 시클로스포린 및 시클로스포린 유도체보다 효능이 강화되고 독성이 감소된 시클로스포린 유도체가 기재되어 있다. 본 발명의 시클로스포린 유도체는 (1) 이미노산 1의 화학 치환 및 임의의 중수소 치환, 및 (2) 아미노산 1, 4 및 9와 같은 시클로스포린 A 분자의 대사의 주요 부위에서의 중수소 치환에 의한 시클로스포린 A (CsA)의 화학 및 동위원소 치환에 의해 제조된다. 본 발명의 최상의 활성 유도체는 화학 및 중수소 치환을 모두 가지고 있다. 또한, 본원에는 시클로스포린 유도체 제조 방법 및 기재된 시클로스포린 유도체로 독성이 감소된 면역억제제를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
시클로스포린 A 유도체, 면역억제제

Description

중수소화된 시클로스포린 유사체 및 면역조절제로서 그의 용도 {Deuterated Cyclosporine Analogs and Their Use as Immunomodulating Agents}
<관련 출원에 대한 참조>
본 출원은 본 명세서에 전문이 참고되고 인용되는 1997년 10월 8일자 출원된 미국 가출원 제60/061,360호에 대한 부분연속출원이다.
본 발명은 천연 및 현재 공지된 다른 시클로스포린 및 시클로스포린 유도체보다 효능이 강화되고 독성이 감소된 시클로스포린 유도체를 기재하고 있다. 본 발명의 시클로스포린 유도체는
1. 이미노산 1의 화학 치환 및 임의의 중수소 치환, 및
2. 아미노산 1, 4 및 9와 같은 시클로스포린 A 분자의 대사의 주요 부위에서의 중수소 치환에 의한, 시클로스포린 A (CsA) 분자의 화학 및 동위원소 치환에 의해 생성된다. 본 발명의 최상의 활성 유도체는 화학 및 중수소 치환을 모두 가지고 있는 것이다.
시클로스포린은 효능있는 면역억제성, 구충성, 살진균성 및 만성 항염증성을 나타내는 고리의 1 위치에 신규 9-탄소 아미노산 (MeBmt)를 함유하는 중성의 소수성 시클릭 운데카펩티드류이다. 구조적으로 연관된 이러한 류의 화합물의 천연 구성원은 각종 불완전 진균류에 의해 생성된다. 시클로스포린 A 및 C는 주요 성분이 다. 하기에 더 설명된 시클로스포린 A는 시클로스포린류 화합물의 특히 중요한 구성원이다. 24 개의 미소한 대사산물, 또한 올리고펩티드가 동정되어 있다 [Lawen et al., J. Antibiotics 42, 1283 (1989); Traber et al., Helv. Chim. Acta 70, 13 (1987); Von Wartburg 및 Traber Prog. Med. Chem., 25, 1 (1988)].
시클로스포린 A 및 C의 분리 뿐만 아니라 A의 구조는 문헌 [A. Ruegger et al., Helv. Chim. Acta 59, 1075 (1976); M. Dreyfuss et al., J. Appl. Microbial. 3, 125 (1976)]에 보고되어 있다. A의 요오도 유도체의 결정 및 분자 구조는 문헌 [T. J. Petcher et al., Helv. Chim. Acta 59, 1480 (1976)]에 보고되어 있다. C의 구조는 문헌 [R. Traber et al.,상기 문헌. 60, 1247 (1977)]에 보고되어 있다. A 및 C의 제조는 문헌 [E. Harri et al., 미국특허 제4,177,118호 (산도즈 (Sandoz)에게 1978년에 특허)]에 보고되어 있다. B, D, E의 분리, 특성화 및 항진균성, 뿐만 아니라 A 내지 D의 구조는 문헌 [R. Traber et al., Helv. Chim. Acta 60, 1568 (1977)]에 보고되어 있다. E, F, G, H, I의 분리 및 구조는 문헌 [Eidem, 상기 문헌. 65, 1655 (1982)]에 보고되어 있다. [2-중수소-3-플루오로-D-Ala]8-CsA의 제법은 1988년 12월 29일에 간행된 영국특허공개 제2,206,199호 (Patchett et al)에 기재되어 있다.
시클로스포린은 진균성 추출물을 스크리닝하는 동안 마우스 중 항체 생성을 억제하는 것으로 관찰되어 면역억제제인 것으로 발견되었다. 보다 상세하게는, 그의 억제 효과는 T-세포 수용체-매개 활성 결과의 억제에 연관되는 것으로 보인다. 이는 펩티딜 프로필 이성질화 효소인 칼모둘린 및 시클로필린을 불활성화함으로써 T-세포를 활성시키는 동안 칼슘 의존성 신호 도입을 방해함으로써 달성된다. 또한, 이는 시험관 내에서 T-보조자 세포에 의한 림포카인 생성을 억제하고, 흉선 중 성숙된 CD8 및 CD4 세포의 발육을 정지시킨다. 다른 시험관내 특성에는 IL-2 생성 T-림프구 및 세포독성 T-림프구의 억제, 활성화된 T-세포에 의해 방출된 IL-2의 억제, 동종항원 및 외인성 림포카인에 응하는 잔존 T-림프구의 억제, IL-1 생성의 억제 및 IL-2 생성 T-림프구의 유사분열물질 활성화 억제가 포함된다. 추가의 증거는 상기 효과가 활성화 및 성숙 단계에서 T-림프구를 수반한다는 것을 나타낸다.
T 세포의 표면 상의 주요 조직적합성 (MHC) 분자 상에서 외래 항원으로 TCR (T 세포 수용체)를 자극하면 핵 전사 인자, 즉 T-세포 활성화 유전자의 전사를 조절하는 활성화된 T-세포의 핵 인자 (NF-AT)를 활성화하는 신호를 발생하는 세포질을 통한 TCR 신호 전달 경로(정확한 전달 방법은 공지되지 않음)가 활성화된다. 이러한 유전자에는 림포카인 인터류킨-2 (IL-2)가 포함된다. 메시지가 해독된 후, IL-2가 분비된다. 또한, T-세포 활성화는 세포 표면상에서 림포카인 수용체 IL-2R의 출현을 유발한다. IL-2가 IL-2R에 결합된 후, 림포카인 수용체 (LKR) 신호 전달 경로가 활성화된다. 면역억제제인 라파마이신은 이 경로를 억제한다.
CsA는 TCR-매개된 신호 도입 경로의 효능있는 억제제이다. 이는 IL-2 강화제로의 NF-AT의 결합을 억제하므로, 전사 활성을 억제한다. CsA는 T-세포 신호 도입 캐스캐이드 중의 주요 효소인 칼시뉴린에 결합되는 시클로필린에 결합된다.
시클로필린은 원핵 및 진핵 생물 중에서 발견되고, 편재하며 풍부하다. 시 클로필린은 165 개의 아미노산 잔기를 갖는 단일 폴리펩티드쇄이다. 분자량은 17.8 kD이다. 반경 17 Å의 대략 구형 분자인 시클로필린은 8-사 역평행 β-배럴을 갖는다. 배럴 내의, 단단히 포장된 핵은 대부분 소수성인 측쇄를 함유한다. CsA는 다수의 소수성 측쇄를 갖는데, 이는 시클로필린 β 배럴에 꼭 맞도록 한다. 시클로필린은 펩티드 및 단백질 기질의 peGIFdyl-프롤릴 아미드 결합의 시스- 및 트랜스-회전이성질체의 상호전환을 촉매한다. 시클로필린은 펩티딜 프롤릴 시스-트랜스 이성질화 효소와 구조적으로 동일하고, 레티놀-결합 단백질(RBP)과 같은 리간드를 수송하는 단백질의 상과와 구조적으로 유사하다. 이러한 단백질은 배럴 핵에 리간드를 포함한다. 그러나, 시클로필린은 실제로 배럴 외부 상에 리간드 결합 부위를 포함한다. 테트라펩티드 리간드는 β 배럴의 한 면과 Thr116-Gly130 루프 사이의 단백질 표면 상의 길고 깊은 구루브 중에 결합된다.
또한, 추가 특성은 문헌 [Studies of the biological activity of CsA: J.F. Borel et al., Agents Actions 6, 468 (1976). Pharmacology: Eidem. Immunology 32, 1017 (1977); R.Y. Calne, Clin. Exp. Immunol. 35, 1 (1979). Human Studies: R.Y. Calne et al., Lancet 2, 1323 (1978); R.L. Powles et al., 상기 문헌. 1327; R.L. Powles et al., 상기 문헌 1, 327 (1980). In Vitro Activity (porcine T-cells): D.J. White et al., Transplantation 27, 55 (1979). Effects on Human Lymphoid and Myeloid Cells: M.Y. Gordon, J.W. Singer, Nature 279, 433 (1979). Clinical Study of CsA in Graft-Versus-Host Disease: P.J. Tutschka et al., Blood 61, 318 (1893)]에 보고되어 있다.
<시클로스포린 A 작용의 메카니즘>
시클로스포린 A-시크로필린 A 착물
상기 언급된 바와 같은 CsA는 시클로필린 β배럴에 결합된다. 13 개의 CyP A 잔기는 CsA 결합 부위를 정의한다. 이 잔기들은 Arg 55, Phe 60, Met 61, Gln 63, Gly 72, Ala 101, Asn 102, Ala 103, Gln 111, Phe 113, Trp 121, Leu 122, His 126이다. 가장 큰 측쇄 이동은 Arg 55에 대해 1.3 A이고, Phe 60, Gln 63 및 Trp 121에 대해 0.7 A 이하이다. CyP A 및 CsA 사이에는 4 개의 직접 수소 결합이 있다. CsA의 4, 5, 6, 7, 8 잔기는 용매 중에 튀어나와 작용인자 단백질 칼시뉴린의 결합에 포함되는 것이라 생각된다 [Pflugl, G., Kallen, J., Schirmer, T., Jansonius, J.N., Zurini, M.G.M., & Walkinshaw, M.D. (1993) Nature 361, 91-94].
<CsA-CyP A 착물의 기능>
CsA-CyP A 착물은 헤테로다이머성 단백질 세린/트레오닌 인산효소(phosphatase) 또는 칼시뉴린의 인산효소 활성을 억제한다 [Liu, J., Farmer, J.D., Lane, W.S., Friedman, J., Weissman, I., & Schreiber, S.L. (1991) Cell 66, 807-15; Swanson, S.K., Born, T., Zydowsky, C.D., Cho, H., Chang, H.Y., & Walsh, C.T. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 3686-90]. CyP A는 약 10 nM의 친화력으로 CsA에 결합된다. 그 다음, 착물은 칼시뉴린에 제공된다 [Liu, J., Farmer, J.D. Lane, W.S. Friedman, J., Weissman, I., & Schreiber, S.L. (1991) Cell 66, 807-15].
칼시뉴린은 T-세포의 세포질에서 발견되는 전사 인자 NFAT를 탈인산화한다. NFAT를 탈인산화하면 핵으로 전위되어, 준 (jun)/포스 (fos) 유전자와 조합되고, 세포 주기 진행을 초래하는 IL-2 유전자의 전사가 활성화되어, 면역 응답이 나타난다. CsA-CyP A 착물은 칼시뉴린의 인산효소 활성을 억제하여 결국 면역을 억제한다 [Etzkorn, F.A., Chang, Z., Stolz, L.A., & Walsh, C.T. (1994) Biochemistry 33, 2380-2388]. CsA 또는 CyP A는 모두 단독으로는 면역학적으로 중요하지 않다. 오직 이들의 착물만이 중요하다 [Liu, J., Farmer, J.D., Lane, W.S., Friedman, J., Weissman, I., & Schreiber, S.L. (1991) Cell 66, 807-15].
<시클로스포린의 대사>
시클로스포린은 간, 소장 및 신장 중에서 30 개가 넘는 대사산물로 대사된다. 13 개의 대사산물 및 2 개의 II상 대사산물의 구조는 동정되었고, 23 개 이상의 추가 대사산물을 HPLC로 분리하고, 질량 분광법으로 그의 구조를 특성화하였다. 시클로스포린의 I상 대사에 수반되는 반응은 히드록실화, 탈메틸화 뿐만 아니라 아미노산 1에서의 환화 및 산화이다. 몇몇 임상적 연구 및 보고에는 시클로스포린 대사산물의 혈액 농도와 신경독성 또는 신독성 사이의 연관성이 나타나있다. 시험관내 실험으로 대사산물이 CsA보다 면역억제성이 상당히 작고 독성이 더 있다는 것이 나타났다.
CsA가 유용하다는 것을 밝혀주는 지금까지의 확장된 지표 목록에 의해 예시된 바와 같이, 시클로스포린류 화합물은 장기 및 골수 이식의 거부 예방; 및 건선, 및 1형 진성 당뇨병, 다발성 경화증, 자가면역 포도막염 및 류마티스성 관절염과 같은 다수의 자가면역 질환의 치료에 유용하다는 것이 발견되었다. 추가 지표는 하기에 설명하였다.
당 업자들이 일반적으로 인정하는 바와 같이, 인터류킨-2 (IL-2) 및 림프구로부터의 다른 림포카인의 분비 억제는 시클로스포린 유사체의 고유 면역억제 활성의 유용한 지표이다. 시클로스포린 용도 및 작용 메카니즘의 최근 논평은 문헌 [Wenger et al., Cyclosporin: Chemistry, Structure-Activity Relationships and Mode of Action, Progress in Clinical Biochemistry and Medicine, vol. 2, 176 (1986)]을 참조한다.
시클로스포린 A는 몇몇 N-메틸 아미노산을 함유하고, 8 위치에 D-알라닌을 함유하는 시클릭 펩티드이다. 시클로스포린 A의 구조는 하기와 같다:
Figure 112000006840541-pct00001
달리 언급하지 않는 한, 상기 언급된 시클로스포린의 각 아미노산은 L-배열이다.
이 분야에서 관례인 바와 같이, 특정 시클로스포린 유사체를 유사체가 시클로스포린 A와 어떻게 다른지를 정의하는 속기 표기를 사용하여 명명할 수 있다. 따라서, 2 위치가 트레오닌으로 시클로스포린 A와 다른 시클로스포린 C는 [Thr]2-시클로스포린 또는 [Thr]2-CsA로 정의할 수 있다. 유사하게, 시클로스포린 B는 [Ala]2-CsA이고; 시클로스포린 D는 [Val]2-CsA이고; 시클로스포린 E는 [Val]11 -CsA이고; 시클로스포린 F는 [3-데속시MeBmt]1-CsA이고; 시클로스포린 G는 [NVa]2-CsA이고; 시클로스포린 H는 [D-MeVal]11-CsA이다.
D-세린 및 D-트레오닌은 생합성에 의해 시클로스포린 A의 8 위치에 도입되어 활성 화합물이 된다 [R. Traber et al., J. Antibiotics 42, 591 (1989)]. 또한, D-클로로알라닌도 생합성에 의해 시클로스포린 A의 8 위치에 도입된다 [A. Lawen et al., J. Antibiotics 52, 1283 (1989)].
<시클로스포린 요법에 대한 지표>
면역조절 이상은 전신 홍반성 낭창, 만성 류마티스성 관절염, 1형 진성 당뇨병, 염증성 대장 질환, 담즙성 간경변, 포도막염, 다발성 경화증, 및 크론병, 궤양성 대장염, 수포성 유천포창, 유육종증, 건선, 비늘버즘 및 그레이브스 안증과 같은 다른 질환을 포함하는, 광범위한 자가면역 및 만성 염증성 질환에 존재하는 것으로 나타났다. 이러한 각 상태의 기저 병인론이 매우 상이하더라도, 이들은 각종 자기항체 및 자가-반응성 림프구의 출현이 공통적이다. 이러한 자가-반응성은 일부분 정상 면역계 작동 하에서 항상성 조절의 손실로 인한 것일 수 있다.
유사하게, 골수 또는 장기 이식후, 숙주 림프구는 외래 조직 항원을 인식하여, 이식편 거부를 유발하는 항체를 생성하기 시작한다.
자가면역 또는 거부 과정의 한 결과로서 염증성 세포 및 이들이 방출하는 매개체에 의해 조직이 파괴된다. NSAID (비스테로이드계 항염증약), 및 코르티코스테로이드와 같은 항염증제는 이러한 매개체의 효과 또는 분비를 차단함으로써 기본적으로 작용하나, 질환의 면역학적 기준을 바꾸지는 않는다. 다른 한편, 시클로포스파미드와 같은 세포독성제는 정상 및 자가면역 응답이 모두 차단되는 비특이적 방식으로 작용한다. 실제로, 이러한 비특이 면역억제제로 치료된 환자는 자가면역 질환으로 감염되어 죽게 될 수 있다.
통상적으로, 시클로스포린 A와 같은 시클로스포린은 세포독성 또는 골수독성이 아니다. 이는 단핵세포의 이동을 억제하지 못할 뿐만 아니라, 과립세포 및 탐식세포 작용도 억제하지 못한다. 그의 작용은 특이성이 있고, 대부분 확증된 면역 응답은 그대로 둔다. 그러나, 이는 신독성이 있고, 하기 바람직하지 못한 부작용을 야기하는 것으로 공지되어 있다:
(1) 이상 간 기능;
(2) 다모증;
(3) 검 비대;
(4) 진전;
(5) 신경독성;
(6) 지각과민; 및
(7) 위장관 불편.
다수의 시클로스포린 및 유사체가 하기 특허 문헌들에 설명되어 있다.
1978년 8월 22일에 루에거 (Ruegger) 등에게 허여된 미국 특허 제4,108,985호, 발명의 명칭 "Dihydrocyclosporin C", 시클로스포린 C의 수소화에 의해 제조될 수 있는 디히드로시클로스포린 C가 기재되어 있음;
1978년 9월 26일에 해리 (Harri) 등에게 허여된 미국 특허 제4,117,118호, 발명의 명칭 "Organic Compounds", 시클로스포린 A 및 B 및 발효에 의한 그의 제조법이 기재되어 있음;
1980년 7월 1일에 루에거 등에게 허여된 미국 특허 제4,210,581호, 발명의 명칭 "Organic Compounds", 시클로스포린 C 및 시클로스포린 C의 수소화에 의해 제조될 수 있는 디히드로시클로스포린 C가 기재되어 있음;
1980년 9월 2일에 트래버 (Traber) 등에게 허여된 미국 특허 제4,220,641호, 발명의 명칭 "Organic Compounds", 시클로스포린 D, 디히드로시클로스포린 D 및 이소시클로스포린 D가 기재되어 있음;
1981년 9월 8일에 트래버 등에게 허여된 미국 특허 제4,288,431호, 발명의 명칭 "Cyclosporin Derivatives, Their Production and Pharmaceutical Compositions Containing Them", 시클로스포린 G, 디히드로시클로스포린 G 및 이소시클로스포린 G가 기재되어 있음;
1981년 9월 15일에 트래버 등에게 허여된 미국 특허 제4,289,851호, 발명의 명칭 "Process for Producing Cyclosporin Derivatives", 시클로스포린 D, 디히드로시클로스포린 D 및 이소시클로스포린 D 및 그의 제조 방법이 기재되어 있음;
1983년 5월 24일에 볼링거 (Bollinger) 등에게 허여된 미국 특허 제4,384,996호, 발명의 명칭 "Novel Cyclosporins", 2 위치에 β-비닐렌-α-아미노산 잔기를 갖고(갖거나) 8 위치에 β-히드록시-α-아미노산 잔기를 갖는 시클로스포린이 기재되어 있다. 설명된 시클로스포린에는 1 위치에 MeBmt 또는 디히드로-MeBmt가 포함된다.
문헌 [1983년 8월 2일에 웬저 (Wenger)에게 허여된 미국 특허 제4,396,542호, 발명의 명칭 "Method for the Total Synthesis of Cyclosporins, Novel Cyclosporins and Novel Intermediates and Methods for Their Production"]에는 1 위치의 잔기가 MeBmt, 디히드로-MeBmt인 시클로스포린 및 보호된 중간체의 합성이 기재되어 있다.
문헌 [1987년 1월 27일에 웬저 등에게 허여된 미국 특허 제4,639,434호, 발명의 명칭 "Novel Cyclosporins"]에는 1, 2, 5 및 8 위치에 치환된 잔기를 갖는 시클로스포린이 기재되어 있다.
문헌 [1987년 7월 21일에 시겔 (Siegel)에게 허여된 미국 특허 제4,681,754호, 발명의 명칭 "Counteracting Cyclosporin Organ Toxicity"]에는 코-데르고크린을 포함하는 시클로스포린의 사용 방법이 기재되어 있다.
문헌 [1987년 10월 27일에 시바크 (Seebach)에게 허여된 미국 특허 제4,703,033호, 발명의 명칭 "Novel Cyclosporins"]에는 1, 2 및 3 위치에 치환된 잔기를 갖는 시클로스포린이 기재되어 있다. 3 위치에서의 치환에는 할로겐이 포함된다.
문헌 [H. Kobel 및 R. Traber, Directed Biosynthesis of Cyclosporins, European J. Appl. Microbial Biotechnol., 14, 237B240 (1982)]에는 발효에 의한 시클로스포린 A, B, C, D 및 G의 생합성이 기재되어 있다.
추가 시클로스포린 유사체는 문헌 [위첼 (Witzel)에게 허여된 미국 특허 제4,798,823호, 발명의 명칭: New Cyclosporin Analogs with Modified "C-9 amino acids", 1 위치에 황-함유 아미노산을 갖는 시클로스포린 유사체가 기재되어 있음]에 기재되어 있다.
<발명의 요약>
본 발명은 시클로스포린 A의 화학 치환되고 중수소화된 유사체 및 연관된 시클로스포린에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 효능이 강화되고 약동력학상 및 약리학상 파라미터가 변화된 신규 시클로스포린 유사체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 면역조절 장해 및 질환의 예방, 조절 및 치료를 포함한 치유용 시클로스포린 유사체를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 1종 이상의 본 발명의 활성 면역억제제의 치료를 필요로 하는 환자에게 투여하기 위한 제약 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 치료를 필요로 하는 포유류에게 1종 이상의 신규 면역억제제를 충분량 투여함으로써 이식편 거부, 자가면역 및 만성 염증성 질환 조절 방법을 제공하는 것이다. 마지막으로, 본 발명의 목적은 본 발명의 활성 화합물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
시클로스포린 분자를 치환 및 중수소화하면 물리화학 및 약동력학적 특성이 변화되어, 이식 거부, 숙주대이식편 질환, 이식편대숙주 질환, 무형성빈혈, 소상 및 대상 사구체경화증, 중증근무력증, 건선성 관절염, 재발성 다발성 연골염 및 궤 양성 대장염의 치료에 있어 그의 유용성이 강화된다.
본 발명의 실시형태에는 아미노산 1, 3 및 9 위치에서 하나 이상의 수소 원자가 중수소 원자로 치환되고, 임의로는 아미노산 9 위치에서 화학 치환된 CsA 유도체가 포함된다. 본 발명의 추가 특정 실시형태는 하기 화학식 I로 표시되는 CsA 유도체이다.
<화학식 I>
Figure 112003037446911-pat00052
상기 식 중에서, R은 (i) 중수소 또는 (ii) 하나 이상의 중수소 원자를 함유하고, 임의로는 할로겐, 니트로, 아미노, 아미도, 방향족 및 헤테로시클릭으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기를 함유하는 탄수소 2 내지 16의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 또는 상기 탄소쇄의 에스테르, 케톤 또는 알콜이거나, 또는 (iii) R은 임의로는 중수소 원자를 함유하는 방향족 또는 헤테로시클릭기이거나, 또는 (iv) R은 메틸기이고 X, Y 및 Z는 수소 또는 중수소이고, R'는 OH 또는 에스테르이거나 또는 아미노산 1의 이중 결합에 인접한 탄소와 함께 헤테로원자가 산소인 5-원 고리와 같은 헤테로시클릭 고리를 형성하는 O이고, 단 X, Y 또는 Z 중 하나 이상은 중수소이다. 본 발명의 다른 특정 실시형태에는 R이 하나 이상의 중수소를 함유하는 탄수소 2 또는 3의 포화 또는 불포화된 탄소쇄인 화학식 I의 CsA 유도체가 포함된다. 추가 특정 실시형태는 하기 화학식 5g 및 5e의 화합물을 포함한다:
Figure 112000006840541-pct00003
Figure 112000006840541-pct00004
도 1은 아미노산 3 위치에 중수소 부위를 나타낸 시클로스포린 A의 구조이다.
도 2는 아미노산 9 위치에 중수소 부위를 나타낸 시클로스포린 A의 구조이다.
도 3은 시클로스포린 유도체 합성 반응식 1이다.
도 4는 시클로스포린 유도체 합성 반응식 2이다.
도 5는 실시예 9의 칼시뉴린 검정 결과의 그래프이다.
도 6은 실시예 10의 혼합된 림프구 반응 검정 결과의 그래프이다.
프로티오 대사산물에 대한 중수소화된 기질 및 정상 수소에 대한 중수소 치환으로 생물계를 상당히 변화시킬 수 있다. 동위원소적으로 개질된 약제는 광범위한 약리학적 효과를 나타낸다. 페터슨 (Pettersen) 등은 중수소화된 5,6-벤질리덴-dl-L-아스코르브산 (질라스코브)에 의한 증가된 항암 효과를 발견하였다 [Anticancer Res. 12, 33 (1992)].
시클로스포린의 메틸기 중의 중수소 치환에 의해 비-중수소 치환된 C-H 결합의 산화 속도에 비해 C-D 결합의 산화 속도가 더 낮아진다. 동위원소 효과는 탈메틸화된 대사산물의 형성을 감소시켜, 약제의 약동학적 파라미터를 변화시킨다. 산화, 대사 및 청소율이 낮아지면, 생물학적 활성이 더 커지고 더 유지된다. 중수소화는 시클로스포린 분자의 각종 부위를 표적으로 하여, 약제의 효능을 증가시키고, 약제의 독성을 감소시키고, 약리학적 활성 잔기의 청소율을 감소시키고, 분자의 안정성을 향상시킨다.
<동위원소 치환>
안정한 동위원소 (예, 중수소, 13C, 15N, 18O)는 통상적으로 풍부한 각 원자의 동위원소보다 1 개의 중성자를 더 함유하는 비방사성 동위원소이다. 중수소화된 화합물은 비 중수소화된 모 화합물의 작용 메카니즘 및 대사 경로를 평가함으로써 화합물의 생체내 대사 운명을 연구하는 제약 연구에 사용되어 왔다 [Blake et al., J. Pharm. Sci. 64, 3, 367-391, 1975]. 이러한 대사 연구는 생체내에서 활성 화합물이 환자에게 투여되므로 또는 모 화합물로부터 생성된 대사산물이 독성 또는 발암성인 것으로 증명되므로, 안전하고, 효과적인 치료 약제의 설계가 중요하다 [Foster et al., Advances in Drug Research Vol. 14, pp.2-36, Academic Press, London, 1985].
무거운 원자의 도입, 특히 수소에 대한 중수소의 치환은 약제의 약동력학을 변화시킬 수 있는 동위원소 효과를 유발할 수 있다. 분자의 대사적으로 불활성인 위치에 표지될 경우, 이 효과는 통상적으로 미미하다.
약제의 안정한 동위원소 표지는 pKa 및 지질 용해도와 같은 그의 물리적-화학적 특성을 변화시킬 수 있다. 이러한 변화는 신체를 통한 그의 경로를 따라 상이한 단계에서 약제의 운명에 영향을 미친다. 흡수, 분산, 대사 또는 분비가 변할 수 있다. 흡수 및 분산은 주로 분자 크기 및 물질의 지방친화성에 의존하는 과정이다. 동위원소 치환이 리간드-수용체 상호작용과 관련된 영역에 영향을 미칠 경우, 이러한 효과 및 변화는 약제 분자의 약리학적 응답에 영향을 미칠 수 있다.
중수소 원자로의 화학 결합이 파단되는 단계가 과정 중 속도 제한 단계일 경우 약제 대사는 큰 동위원소 효과를 유발할 수 있다. 안정한 동위원소-표지된 분자의 몇몇 물리적 특성은 비표지된 것과 다른 한편, 화학적 및 생물학적 특성은 한가지 중요한 예외를 제외하고는 동일한데, 즉 무거운 동위원소의 질량이 증가하기 때문에 무거운 동위원소 및 다른 원자를 포함하는 임의의 결합이 가벼운 동위원소와 그 원자 사이의 동일한 결합보다 더 강해질 것이다. 이 결합이 파단되는 것이 속도 제한 단계인 임의의 반응에서, 이 반응은 "반응속도론적 동위원소 효과" 때문에 무거운 동위원소를 갖는 분자에 대해 더 천천히 진행될 것이다. C-D 결합 파단을 수반하는 반응은 C-H 결합 파단을 수반하는 유사한 반응보다 700 % 이하로 더 느릴 수 있다. C-D 결합이 대사산물을 생성하는 임의의 단계에 포함되지 않을 경우, 이들은 약물의 거동을 변경하는 임의의 효과가 없을 것이다. 중수소가 약제의 대사와 관련된 부위에 배치될 경우, C-D 결합이 파단되는 것이 속도 제한 단계가 될 경우에만 동위원소 효과가 관찰될 것이다. 통상적으로 혼합-기능 옥시다제에 의해 촉매화된 산화에 의해 지방족 C-H 결합의 분할이 일어날 경우마다, 수소의 중수소에 의한 치환으로 관찰가능한 동위원소 효과가 나타날 것이라는 것을 제안하는 증거가 존재한다. 또한, 대사 부위로의 중수소의 도입으로, 중수소에 의해 치환되지 않은 탄소 원자의 공격에 의해 생성되는 다른 대사산물이 "대사 스위칭" 과정으로 불리는 주요 경로가 되는 정도로 속도가 느려진다는 것을 이해하는 것이 중요하다. 또한, 방향족계를 함유하는 화합물의 가장 중요한 대사 경로 중 하나가 탄소 치환기에 대해 3 또는 4 위치에 페놀기를 유도하는 히드록실화라는 것이 관찰되었다. 이러한 경로가 C-H 결합 분할을 수반한다 하더하도, 이러한 결합의 분할은 대부분 속도 제한 단계에 포함되지 않으므로 동위원소 효과를 항상 동반하지는 않는다. 입체 중심에서 수소의 중수소에 의한 치환은 약제의 활성에 있어 더 큰 효과를 유발할 것이다.
<시클로스포린 유도체의 합성>
본 발명의 화합물의 제조를 위한 출발 물질은 시클로스포린 A이다. 본 발명의 화합물의 제조 방법은 도 3의 반응식 1에 나타내었다. 당 업자들은 하기 설명된 합성 경로를 보면 화학식 I의 다른 화합물이 합성시 적합한 반응물 및 시약의 치환에 의해 합성될 수 있다는 것을 명백히 알 것이다.
중수소화된 시클로스포린 유사체 제조 공정의 제1 단계는 주요 중간체 (3) 및 (6)의 제조이다. 이는 아미노산 1의 이중 결합의 산화에 의해 달성될 수 있다. 시클로스포린을 아세트산 무수물 및 과잉의 디메틸아미노피리딘으로 처리하여 히드록실 보호된 아세틸 시클로스포린 (2)를 제공한다. 그 다음, 이중 결합의 분할은 화학식 (2)의 화합물을 오존, 또는 KMnO4/NaIO4로 처리함으로써 달성되고, OsO4/NaIO4가 알데히드 생성물 (3)으로의 변환을 위한 선택 시약이라는 것을 알게 되었다. 이 반응은 통상적으로 더 깨끗하게 원하는 물질을 생성하여, 더 높은 수율을 내는 것을 알게 되었다. 이 반응의 단점은 OsO4가 비싸고 고도로 독성이어서, 그 사용이 제한되어 있다는 것이다. 그러나, 결과는 촉매량의 OsO4 존재하에 H2O를 사용하여 더욱 경제적으로 달성될 수 있었다. 이 공정에서 알칼리성 용액 및 N-메틸모르폴린-N-옥시드 중의 t-부틸 히드록시드를 H2O2 대신에 사용할 수 있다. 알데히드 화합물 (3)을 각종 중수소화된 알킬 또는 아릴 트리페닐 포스포늄 유도체 (비티히 시약)으로 추가 처리하고, 알칼리성 용액으로 가수분해하여 최종 유도체 (5a-f)를 얻었다. 본 발명자들은 또한 도 4의 반응식 2에 나타낸 바와 같은 각종 화합물을 얻기 위한 일반적인 방법을 개발하였다.
이러한 방식으로, 알데히드 유도체 (3)을 표준 방법을 사용하여 제조한 비티히 시약으로 처리하였다. 생성물을 온화한 산 가수분해에 의해 주요 중간체 알데히드 생성물 (6)을 제공하였다. 이를 제2 중수소화된 알킬 또는 아릴 트리페닐포스포늄 할라이드 시약으로 추가 처리하고, 온화한 산 가수분해를 하여 원하는 생성물을 얻었다. 이 방법으로 디엔계의 확장을 제어할 수 있었다. 이러한 방식을 사용하여, 올레핀계 이중 결합을 단계적으로 도입할 수 있다.
중수소화된 화합물 (5a-h)를 제조하기 위한 제3 방식은 산 또는 염기 촉매의 존재하에서 중수소화수, 중수소화된 아세트산과 같은 중수소화된 용매 중에서 상기 언급된 비 중수소화된 시클로스포린 유사체를 가열하는 것이다.
본 발명의 바람직한 시클로스포린은 하기 화학식 Ia의 화합물과 같이 아미노산 1 상에 중수소 및 화학 치환기를 모두 함유하는 것이다:
<화학식 Ia>
Figure 112005069810115-pct00005
상기 식 중에서, X는
Figure 112000006840541-pct00006
이고,
R은
Figure 112000006840541-pct00007
이다.
<실시예 1>
실온에서 아세트산 무수물 (20 ㎖) 중 시클로스포린 (1) (1.01 g, 0.84 m㏖)의 교반 용액에 DMAP (150 ㎎, 1.23 m㏖, 1.5 당량)을 첨가하였다. 밤새 교반한 후, 반응 혼합물을 EtOAc (50 ㎖)와 물 (25 ㎖) 사이에 분배하였다. 그 다음, 분리된 EtOAc층을 물 (50 ㎖) 및 염수 (50 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압(in vacuo) 제거하여 유리질 고체로서 조 생성물을 얻었다. 실리카의 단칼럼을 통해 플래시 크로마토그래피 (2 % MeOH/DCM)하여 정제하고, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (2) (1.044 g, 0.84 m㏖, 정량적)을 얻었다.
Figure 112000006840541-pct00008
<실시예 2>
디옥산 및 물의 1:1 혼합물 (5 ㎖) 중 화합물 (2) (289 ㎎, 0.23 m㏖)의 용액에 우선 나트륨 메타페리오데이트 (100 ㎎, 0.47 m㏖, 2 당량)을 첨가하고, 그 다음으로 사산화오스뮴(5 ㎖, 용매 250 ㎖ 중 OsO4 0.5 g)의 용액을 첨가하였다. 2-상 마무리 처리하고, 플래시 칼럼 크로마토그래피 (석유 에테르 중의 40 % 아세톤)에 의해 정제하고, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (3) (226 ㎎, 0.18 m㏖, 80 %)를 얻었다.
Figure 112000006840541-pct00009
<실시예 3>
방법 A: 0 ℃에서 THF (5㎖) 중의 화합물 (3) (315 ㎎, 0.26 m㏖)의 용액에 d5-에틸트리페닐포스포늄 요오다이드로부터 제조한 중수소-인 일리드 (2.67 m㏖, 약 10 당량)의 용액을 첨가하였다. 마무리 처리 후, 플래시 칼럼 크로마토그래피 (PE 중 30 % 내지 60 % 아세톤) 및 HPLC (물 중 60 % 내지 65 % MeCN)로 정제한 후, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (4) (153 ㎎, 0.12 m ㏖, 47 %)를 얻었다.
방법 B: -78 ℃에서 Ar하에 THF (5 ㎖) 중 화합물 (3) (287 ㎎, 0.23 m㏖)의 교반 용액에 인 일리드 [실온에서 Ar하에 THF (10 ㎖) 중의 d5-에틸트리페닐포스포늄 요오다이드 (480 ㎎, 1.13 m㏖, 약 5 당량)의 현탁액에 나트륨 헥사메틸디실릴아미드 (1.0 M, 2.25 ㎖, 2.25 m㏖, 약 10 당량)을 첨가하여 형성함]의 용액을 신중히 첨가하였다. 실온으로 점진적으로 가온하면서 2 시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 0 ℃로 냉각시키고, 10 % AcOH/THF (10 ㎖)를 첨가하여 켄칭하였다. 반응 혼합물을 감압 농축하고, 물 (20 ㎖)와 EtOAc (20 ㎖) 사이에 분배하였다. 수성층을 EtOAc (20 ㎖)로 추가 추출한 후, 모은 유기 추출물을 1 N HCl (20 ㎖) 및 물 (20 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압 제거하여, 조 생성물을 얻었다. 플래시 칼럼 크로마토그래피 (석유 에테르 중 40 % 아세톤)로 정제하고, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (4d) (84 ㎎, 67 μ㏖, 29 %)를 얻었다.
Figure 112005069810115-pct00062
Figure 112000006840541-pct00010
<실시예 4>
실온에서 MeOH (5 ㎖) 및 물 (2.5 ㎖) 중의 화합물 (4d) (84 ㎎, 67 μ㏖)의 교반 용액에 탄산 칼륨 (99 ㎎, 0.72 m㏖, 약 10 당량)을 첨가하였다. 밤새 교반한 후, MeOH를 감압 제거하고, 수성 잔류물을 EtOAc (10 ㎖)와 5 % 시트르산 용액 (10 ㎖) 사이에 분배하였다. 그 다음, EtOAc층을 물 (10 ㎖) 및 염수 (10 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압 제거하여, 조 생성물을 얻었다. HPLC (물 중 60 % 내지 65 % MeCN)로 정제하고, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (5d) (59 ㎎, 49 μ㏖, 70 %)를 얻었다.
Figure 112005069810115-pct00063
Figure 112000006840541-pct00011
<실시예 5>
실온에서 벤젠 (3 ㎖) 중 화합물 (3) (49 ㎎, 39.8 μ㏖) 및 중수소화된 d3-알릴트리페닐포스포늄 브로마이드 (311 ㎎, 812 μ㏖, 약 20 당량)의 세차게 교반한 용액에 1 N NaOH (3 ㎖)를 첨가하였다. 실온에서 5 일 동안 교반을 계속한 후, 2 개의 층을 분리하고, 벤젠층을 물 (5 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압 제거하여 조 생성물을 얻었다. HPLC (물 중 20 % 내지 60 % MeCN)로 정제한 후, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (4g) (23 ㎎, 18.3 μ㏖, 47 %)를 얻었다.
Figure 112005069810115-pct00064
Figure 112000006840541-pct00012
<실시예 6>
실온에서 벤젠 (3 ㎖) 중 화합물 (3) (56 ㎎, 45.5 μ㏖) 및 중수소화된 d4-알릴트리페닐포스포늄 브로마이드 (360 ㎎, 907 μ㏖, 약 20 당량)의 세차게 교반한 용액에 1 N NaOH (3 ㎖)를 첨가하였다. 실온에서 5 일 동안 교반을 계속한 후, 2 개의 층을 분리하고, 벤젠층을 물 (5 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압 제거하여 조 생성물을 얻었다. HPLC (물 중 20 % 내지 60 % MeCN)로 정제한 후, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (4e) (23 ㎎, 18.1 μ㏖, 40 %)를 얻었다.
Figure 112005069810115-pct00065
Figure 112000006840541-pct00013
<실시예 7>
실온에서 메탄올 (5 ㎖) 및 물 (1 ㎖) 중의 화합물 (4g) (20 ㎎, 15.9 μ㏖)의 교반 용액에 탄산 칼륨 (30 ㎎, 217 μ㏖)을 첨가하였다. 밤새 교반한 후, 반응 혼합물을 EtOAc (10 ㎖)와 5 % 시트르산 수용액 (10 ㎖) 사이에 분배하였다. 수성층을 EtOAc (5 ㎖) 및 5 % 시트르산 수용액 (10 ㎖)로 추가 추출하였다. 수성층을 EtOAc (5 ㎖)로 추가 추출한 후, 모은 유기층을 5 % 시트르산 (10 ㎖) 및 염수 (10 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압 제거하여, 조 생성물을 얻었다. HPLC (65 % MeCN)로 정제한 후, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (5g) (10 ㎎, 8.2 μ㏖, 52 %)를 얻었다.
Figure 112000006840541-pct00014
<실시예 8>
실온에서 메탄올 (5 ㎖) 및 물 (1 ㎖) 중의 화합물 (4e) (18 ㎎, 14.2 μ㏖)의 교반 용액에 탄산 칼륨 (35 ㎎, 254 μ㏖)을 첨가하였다. 밤새 교반한 후, 반응 혼합물을 EtOAc (10 ㎖)와 5 % 시트르산 수용액 (10 ㎖) 사이에 분배하였다. 수성층을 EtOAc (5 ㎖)로 추가 추출하고, 모은 유기층을 5 % 시트르산 (10 ㎖) 및 염수 (10 ㎖)로 세척하고, 건조하고 (MgSO4), 용매를 감압 제거하여, 조 생성물을 얻었다. HPLC (65 % MeCN)로 정제한 후, 벤젠으로부터 동결건조시켜 솜털모양의 무색 고체로서 화합물 (5e) (10 ㎎, 8.1 μ㏖, 57 %)를 얻었다.
Figure 112000006840541-pct00015
<실시예 9>
중수소화된 시클로스포린 유사체에 대한 면역억제 활성을 하기 언급된 바와 같이 시험하였다. 화합물 (5e) 및 화합물 (5g)는 모 시클로스포린보다 더 효능이 있었다. 문헌 [Fruman et al., A Proc Natl Acad Sci USA, 1992]에 이미 언급된 방법의 변형법을 사용하여 칼시뉴린 활성을 검정하였다. 오카다산, 인산효소 1 및 2 형 억제제의 존재하에서 32P-표지된 19 아미노산 펩티드 기질을 탈인산화하는 전혈 용해물의 성능을 평가하였다. 배경 인산효소 2C 활성 (CsA 및 오카다산 저항 활성)을 측정하고, 각 샘플로부터 공제하였고, 검정을 첨가된 과잉의 CsA의 존재 및 부재하에 수행하였다. 남은 인산효소 활성을 칼시뉴린 활성으로 취하였다. 칼시뉴린 검정 결과를 도 5에 나타내었다. 결과를 평균 ±평균의 표준오차로서 나타내었다. 결과를 CsA 유도체 농도 (㎍/ℓ) 대 칼시뉴린 억제%로서 플로팅하였다. 검정한 화합물의 구조는 다음을 포함한다:
Figure 112000006840541-pct00016
Figure 112000006840541-pct00017
Figure 112000006840541-pct00018
<실시예 10>
혼합된 림프구 반응 (MLR) 검정을 시클로스포린 및 화합물 (5e) 및 (5g)로 수행하였다. 이 결과를 도 6에 나타내고, 시클로스포린 또는 유도체의 농도 대 억제%를 나타내는 4 개 실험의 평균으로 플로팅하였다.
MLR 검정은 CsA 유도체의 생물학적 (면역억제) 활성을 동정하고, 모 CsA 분자의 면역억제 활성에 대한 이 활성을 정량화하는데 유용하다.
이러한 목적에 유용한 림프구 증식 검정 과정의 실시예는 하기와 같다:
1. 두 환자로부터 혈액을 모으고 (각각 20 ㎖), 피콜-파케 (Picol-Paque) [파마시아 바이오테크 (Pharmacia Biotech)제]를 사용하여 림프구를 분리하였다.
2. 2 % 아세트산 중 1:10 (v/v) 희석액으로 하여 림프구를 계수하였다.
3. 각 림프구 모집단 (A+B) 10 ㎖를 1 ×106 세포/DMEM ㎖/20 % FCS (v/v)로 제조하였다.
4. 바닥이 평평한 96 웰 멸균 조직 배양 플레이트 [사르스텟트 (Sarstedt)제, cat #83.1835]를 세팅하였다. 각 웰에 5, 6 및 7을 첨가하였다.
5. 웰 당 림프구 모집단 A의 일부 100 ㎕.
6. 웰 당 림프구 모집단 B의 일부 100 ㎕.
7. 보충물 없는 DMEM 중 삼중으로 웰 당 0, 2.5, 5, 10, 25, 50 및 100 ㎍/ℓ의 약제 (CsA 및 CsA 유도체)의 일부 20 ㎕.
8. 증식에 대한 약제의 효과를 측정하고, 플레이트를 5 % CO2 분위기하 37 ℃에서 5 일 동안 인큐베이션하였다.
9. 6 일째에, 보충제 없는 DMEM 중 메틸-3H-티미딘 [아메트샴 라이프 사이언스 (Amersham Life Science)제, cat#TRK 120]의 1:50 희석액 3.2 ㎖를 제조하였다. 웰 당 30 ㎕를 첨가하고, 5 % CO2 분위기하 37 ℃에서 18 시간 동안 인큐베이션하였다.
10. 7 일째에, 셀-하비스터 (Cell-Harvestor) [스카트론 (Skatron)제, cat#11019]를 사용하여 유리 마이크로섬유 여과기 GF/A [홧맨 (Whatman)제, cat#1820024] 상에 세포들을 수집하였다. 세포를 1.0 ㎖ 멸균 증류수로 3 회 세척하였다. 주: 모든 과정은 생물학적 유동 후드 중에서 멸균 기술을 사용하여 수행하였다.
11. 여과기를 신틸레이션 바이알 중에 넣고, 시니세이프 플러스 (Sinisafe Plus) 50 % 신틸레이션 유액 [피셔 (Fisher)제, cat#SX-25-5] 1.5 ㎖를 첨가하였다.
12. 베타 계수기 {마이크로메딕 시스템 인크. (Micromedic System Inc.)제, TAURUS 자동 액체 신틸레이션 계수기)를 사용하여 1.0 분 동안 림프구에 혼입된 방사능의 양을 측정하였다.
13. 각 약제에 대한 평균 및 표준편차를 계산하고, 다음과 같이 나타내었다:
억제% = [1-(시험 약제의 평균 CPM/영점 약제의 평균 CPM)]×100
증식% = 100 - 억제%
MLR 검정은 활성 CsA 대사산물 및 모 CsA 분자를 생물학적으로 결합시키는 본 발명의 항체를 선택하는데 사용할 수 있다. 또한, 생물학적 비활성 대사산물에 대한 반응성에 대해 항체를 선택할 수 있다.
칼시뉴린 검정 및 혼합된 림프구 반응 검정의 결과로부터, 아미노산 1 위치에서 화학 치환되고 중수소화된 시클로스포린은 현저한 면역억제 활성을 가질 수 있다는 것이 발견되었다. 화학식 (5e) 및 (5g)의 유도체의 경우, 면역억제 활성이 CsA보다 현저하게 더 높았다.
<실시예 11>
제조된 또다른 본 발명의 시클로스포린 유도체는 하기와 같다:
구조 코드 번호
Figure 112000006840541-pct00019
Figure 112000006840541-pct00020
Figure 112000006840541-pct00021
Figure 112000006840541-pct00022
Figure 112000006840541-pct00023
Figure 112000006840541-pct00024
Figure 112000006840541-pct00025
Figure 112000006840541-pct00026
Figure 112000006840541-pct00027
Figure 112000006840541-pct00028
Figure 112000006840541-pct00029
Figure 112000006840541-pct00030
Figure 112000006840541-pct00031
Figure 112000006840541-pct00032
Figure 112000006840541-pct00033
Figure 112000006840541-pct00034
Figure 112000006840541-pct00035
Figure 112000006840541-pct00036
Figure 112000006840541-pct00037
Figure 112000006840541-pct00038
Figure 112000006840541-pct00039
Figure 112000006840541-pct00040
<약제 조성물 제제 및 면역억제 유도>
상기 기재된 시클로스포린 유도체의 물리화학적, 약리학적, 독물학적 및 약동력학적 특성은 표준 화학 및 생물학적 검정을 사용하여 및 화학 및 약리학/독물학 기술에 공지된 수학적 모델링 기술을 사용하여 결정할 수 있다. 치료 유용성 및 투여량은 이러한 기술의 결과로부터 및 적합한 약동력학적 및(또는) 약리학적 모델을 사용하여 추정할 수 있다.
본 발명의 화합물은 이를 필요로 하는 온혈 동물에게 단독으로 또는 제약 담체와 함께 투여할 수 있다. 제약 담체는 고체 또는 액체일 수 있다.
또한, 본 발명은 활성 성분으로서 상기 기재된 시클로스포린의 투여를 수반하는 면역조절 이상증을 앓는 환자의 치료 방법에 관한 것이다.
면역불규칙성에 의해 야기되는 이러한 상태 및 질환의 치료를 위해, 중수소화된 시클로스포린을 종래의 비-독성 제약상 허용가능한 담체, 보조제 및 비히클을 함유하는 단위 투여 제형으로 경구로, 국소로, 비경구로, 흡입 분무에 의해 또는 직장으로 투여할 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "비경구"는 피하 주사, 정맥내, 근육내, 비내 주사 또는 주입 기술을 포함한다.
활성 성분을 함유하는 제약 조성물은 경구용으로 적합한 형태, 예를 들어 정 제, 구내정제, 함당정제, 수성 또는 유성 분산액제, 분산성 분말제 또는 과립제, 에멀젼제, 경질 또는 연질 캡슐제 또는 시럽제 또는 엘릭시르일 수 있다. 경구용 조성물은 제약 조성물의 제조 분야에 공지된 방법으로 제조할 수 있고, 이러한 조성물은 제약적으로 우수하고 맛이 좋은 제제를 제공하기 위한 가당제, 풍미제, 착색제 및 보존제로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 시약을 함유할 수 있다. 비-독성 제약성 허용가능한 부형제와 함께 혼합물 중 활성 성분을 함유하는 정제는 공지된 방법으로 제조할 수 있다. 사용된 부형제는 예를 들어, (1) 탄산 칼슘, 락토스, 인산 칼슘 및 인산 나트륨과 같은 불활성 희석제; (2) 옥수수 전분 또는 알긴산과 같은 과립화제 및 붕괴제; (3) 전분, 젤라틴 또는 아카시아와 같은 결합제; 및 (4) 스테아르산 마그네슘, 스테아르산 또는 활석과 같은 윤활제일 수 있다. 정제는 비코팅되거나 공지된 기술로 코팅되어, 위장관에서의 붕괴 및 흡수를 늦춤으로써 장기간에 걸친 지속 작용을 제공할 수 있다. 예를 들어, 글리세릴 모노스테아레이트 또는 글리세릴 디스테아레이트와 같은 시간 지연 물질을 사용할 수 있다. 또한, 이들은 미국 특허 제4,256,108호, 동 제4,160,452호 및 동 제4,265,874호에 기재된 기술로 코팅하여, 방출 조절용 삼투성 치료 정제를 형성할 수 있다.
몇몇 경우에 있어서, 경구용 제제는 활성 성분이 불활성 고체 희석제, 예를 들어 탄산 칼슘, 인산 칼슘 또는 카올린과 혼합된 경질 젤라틴 캡슐의 형태일 수 있다. 또한 이들은 활성 성분이 물 또는 오일 매질, 예를 들어 땅콩유, 액체 파라핀 또는 올리브유와 혼합된 연질 젤라틴 캡슐의 형태일 수 있다.
수성 현탁액은 통상적으로 수성 현탁액의 제조에 적합한 부형제와 함께 혼합물 중에 활성 물질을 함유한다. 이러한 부형제는
(1) 나트륨 카르복시메틸셀룰로스, 메틸셀룰로스, 히드록시프로필메틸셀룰로스, 나트륨 알기네이트, 폴리비닐피롤리돈, 검 트라가칸트 및 검 아카시아와 같은 현탁제,
(2) (a) 레시틴과 같은 천연 포스파티드,
(b) 지방산과 알킬렌 옥시드의 축합물, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 스테아레이트,
(c) 장쇄 지방족 알콜과 에틸렌 옥시드의 축합물, 예를 들어 헵타데카에틸렌옥시세탄올,
(d) 지방산 및 헥시톨로부터 유도된 부분 에스테르와 에틸렌 옥시드의 축합물, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노올레이트,
(e) 지방산 및 헥시톨 무수물로부터 유도된 부분 에스테르와 에틸렌 옥시드의 축합물, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트일 수 있는 분산제 또는 습윤제일 수 있다.
또한, 수성 현탁액은 하나 이상의 보존제, 예를 들어 에틸 또는 n-프로필 p-히드록시벤조에이트; 하나 이상의 착색제; 하나 이상의 풍미제; 및 하나 이상의 가당제, 예를 들어 수크로스, 아스파르탐 또는 사카린을 함유할 수 있다.
유성 현탁액은 활성 성분을 식물유, 예를 들어 아라키스유, 올리브유, 참깨유, 코코넛유 또는 액체 파라핀과 같은 미네랄유 중에 현탁하여 제형화할 수 있다. 유성 현탁액은 증점제, 예를 들어 밀랍, 경질 파라핀 또는 세틸 알콜을 함유할 수 있다. 가당제 및 풍미제를 첨가하여 맛이 좋은 경구 제제를 제공할 수 있다. 이러한 조성물은 아스코르브산과 같은 산화방지제를 첨가하여 보존할 수 있다.
분산성 분말 및 과립은 액체 분산액의 제조에 적합하다. 이들은 분산 또는 습윤제, 현탁제 및 하나 이상의 보존제와 함께 혼합물 중에 활성 성분을 제공한다. 적합한 분산 또는 습윤제 및 현탁제는 상기에 이미 언급되고 예시되어 있다. 또한, 추가 부형제, 예를 들어 상기 언급된 가당제, 풍미제 및 착색제가 존재할 수 있다.
또한, 본 발명의 제약 조성물은 수중유 에멀젼의 형태일 수 있다. 유성상은 올리브유 또는 아라키스유와 같은 식물유, 또는 액체 파라핀과 같은 미네랄유, 또는 그의 혼합물일 수 있다. 적합한 유화제는 (1) 검 아카시아 및 검 트라가칸트와 같은 천연 검, (2) 대두 및 레시틴과 같은 천연 포스파티드, (3) 지방산 및 헥시톨 무수물, 예를 들어 소르비탄 모노올레이트로부터 유도된 에스테르 또는 부분 에스테르, (4) 에틸렌 옥시드와 상기 부분 에스테르의 축합물, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트일 수 있다. 또한, 에멀젼은 가당제 및 풍미제를 함유할 수 있다.
시럽 및 엘릭시르는 가당제, 예를 들어 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 아스파르탐 또는 수크로스와 함께 제형화될 수 있다. 또한, 이러한 제제는 점활제, 보존제 및 풍미제 및 착색제를 함유할 수 있다.
제약 조성물은 멸균 주사용 수성 또는 유성 현탁액의 형태일 수 있다. 이 현탁액은 상기 언급된 적합한 분산제 또는 습윤제 및 현탁제를 사용하여 공지된 방법에 따라 제형화할 수 있다. 또한, 멸균 주사용 제제는 비-독성 비경구-허용가능한 희석액 또는 용매 중 멸균 주사용 용액 또는 현탁액, 예를 들어 1,3-부탄디올 중의 용액일 수 있다. 허용가능한 비히클 및 용매 중 사용할 수 있는 것은 물, 링거 (Ringer) 용액 및 등장성 염화 나트륨 용액이다. 또한, 멸균 고정유는 용매 또는 현탁 매질로서 편리하게 사용할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 합성 모노글리세라이드 또는 디글리세라이드를 포함한 임의의 부드러운 고정유를 사용할 수 있다. 또한, 올레산과 같은 지방산은 주사용제의 제조에 사용한다.
또한, 언급된 시클로스포린은 약제의 직장 투여용 좌약의 형태로 투여할 수 있다. 이러한 조성물은 실온에서 고체이나 직장 온도에서 액체이므로 직장 중에서 용융되어 약제를 방출시키는 적합한 비-자극성 부형제와 약제를 혼합하여 제조할 수 있다. 이러한 물질은 코코아 버터 및 폴리에틸렌 글리콜이다.
국소용으로, 상기 개시된 시클로스포린을 함유한 크림, 연고, 젤리, 용액 또는 현탁액 등을 사용한다.
매일 체중 1 ㎏ 당 약 0.05 ㎎ 내지 약 50 ㎎의 투여 수준이 상기 언급된 상태의 치료에 유용하다 (개인 당 매일 약 2.5 ㎎ 내지 약 2.5 g).
담체 물질과 조합되어 단일 투여형을 제조할 수 있는 활성 성분의 양은 치료 대상 및 특정 투여 방식에 따라 광범위하게 변할 수 있다. 예를 들어, 인간 경구 투여용 제형은 총 조성물의 약 5 내지 약 95 %로 변할 수 있는 적합하고 편리한 담체 물질의 양과 배합된 활성 화합물을 2.5 ㎎ 내지 2.5 g 함유할 수 있다. 단위 투여형은 통상적으로 활성 성분 약 5 ㎎ 내지 약 500 ㎎을 함유할 것이다.
그러나, 임의의 특정 환자에 대한 특정 투여 수준은 사용되는 특정 화합물의 활성, 나이, 체중, 일반적인 건강, 성별, 투여 시간, 투여 경로, 배설률, 약제 조합 및 요법을 적용하는 특정 질환의 심각도를 포함한 다양한 요인에 좌우될 것이다.
본 명세서에 열거된 모든 문헌은 참조로 인용되어 있다. 모순될 경우, 본 명세서의 본문이 통제한다. 기재된 화합물 및 방법의 변형 및 변화는 당 업자에게 명백할 것이다. 이러한 변형 및 변화는 본 명세서 및 이에 첨부된 청구항에 포함된다.

Claims (23)

  1. 하기 화학식 I로 표시되는 시클로스포린 A 유도체 또는 그의 제약상 허용가능한 염.
    <화학식 I>
    Figure 112005069810115-pct00052
    상기 식 중에서, R은
    (i) 중수소; 또는
    (ii) 할로겐, 니트로, 아미노 및 아미도로부터 선택된 치환기로 치환되거나 비치환된 탄수소 1 내지 16의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이고,
    X, Y 및 Z는 수소 또는 중수소이고,
    R'는 OH 또는 아세톡시 또는 다른 에스테르이거나 또는 O 및 아미노산 1의 이중 결합에 인접한 탄소와 함께 헤테로시클릭고리를 형성하되, 단
    (a) R이 하나의 중수소를 함유하지 않는 경우 X, Y 또는 Z 중 하나 이상은 중수소이거나, R은 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이거나, X, Y 및 X 중 하나 이상은 중수소이고 R은 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이고,
    (b) X 또는 Y 중 하나가 중수소이고, Z 및 다른 X 또는 Y가 수소인 경우 R은 메틸이 아니다.
  2. 제1항에 있어서, R이
    (i) 중수소; 또는
    (ii) 할로겐, 니트로, 아미노 및 아미도로부터 선택된 치환기로 치환되거나 비치환된 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이고,
    X, Y 및 Z가 수소 또는 중수소이고,
    R'이 OH 또는 아세톡시이되, 단
    (a) R이 하나의 중수소를 함유하지 않는 경우 X, Y 또는 Z 중 하나 이상은 중수소이거나, R이 탄소수 2 내지 3의 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이거나, X, Y 및 Z 중 하나 이상이 중수소이고 R이 탄소수 2 내지 3의 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이고,
    (b) X 또는 Y 중 하나가 중수소이고, Z 및 다른 X 또는 Y가 수소인 경우 R은 메틸이 아닌 시클로스포린 A 유도체 또는 그의 제약상 허용가능한 염.
  3. 제1항에 있어서,
    Figure 112003037446911-pat00054
    ,
    Figure 112003037446911-pat00055
    및
    Figure 112003037446911-pat00056
    로 이루어진 군으로부터 선택되는 시클로스포린 A 유도체.
  4. 제3항에 있어서, 화합물이
    Figure 112003037446911-pat00057
    인 시클로스포린 A 유도체.
  5. 제1항에 있어서,
    R이 탄소수 2 내지 3의 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이고;
    X, Y 및 Z가 독립적으로 수소 또는 중수소이고;
    R'이 -OH 또는 아세톡시인 시클로스포린 A 유도체.
  6. 제5항에 있어서, X, Y 및 Z가 수소인 시클로스포린 A 유도체.
  7. 제1항에 있어서,
    R이 하나 이상의 중수소 원자를 함유하는 탄소수 2 내지 3의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이고;
    X, Y 및 Z가 독립적으로 수소 또는 중수소이고;
    R'이 -OH 또는 아세톡시인 시클로스포린 A 유도체.
  8. 제7항에 있어서, X, Y 및 Z가 수소인 시클로스포린 A 유도체.
  9. 제1항에 있어서,
    X, Y 및 Z가 독립적으로 수소 또는 중수소이고,
    R이 -D, -CD3, -CH=CD-CD3, -CD=CD-CD3, -CH=CH-CH=CD-CD3, -CD=CH-CD=CD-CD3, -CH=CH-CH=CD2, -CD=CH-CD=CD2, -CH=CD2, -CD=CD2, -CH=CH2 , -CH=CH-CD3, -CH=CH-CH3, -CH=CH-CH=CH-CH3 및 -CH=CH-CH=CH2로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R'이 -OH 또는 아세톡시인 시클로스포린 A 유도체.
  10. 제9항에 있어서, X, Y 및 Z가 수소인 시클로스포린 A 유도체.
  11. 제9항에 있어서, 하기 화학식의 구조를 갖는 시클로스포린 A 유도체.
    Figure 112003037446911-pat00058
  12. 제9항에 있어서, 하기 화학식의 구조를 갖는 시클로스포린 A 유도체.
    Figure 112003037446911-pat00059
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 시클로스포린 A 유도체 또는 그의 제약상 허용가능한 염, 및 제약상 허용가능한 담체를 포함하는, 대상에게 면역억제를 제공하기 위한 제약 조성물.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 시클로스포린 A 유도체 또는 그의 제약상 허용가능한 염, 및 제약상 허용가능한 담체를 포함하는, 대상에서 자가면역 질환을 예방 또는 개선하기 위한 제약 조성물.
  15. (a) 시클로스포린 A의 β-알콜을 보호하여 중간체 아세틸 시클로스포린 A를 형성시키는 단계;
    (b) 아세틸 시클로스포린 A를 산화시켜 중간체 아세틸 시클로스포린 A 알데히드를 제조하는 단계;
    (c) 중간체 아세틸 시클로스포린 A 알데히드를 화학식 RCH=PPh3 (여기서, R은 하기 정의된 바와 같음)의 인 일리드로 비티히 반응으로 처리하여 아세틸 시클로스포린 A 유도체를 제조하는 단계; 및
    (d) 아세틸 시클로스포린 A 유도체를 염기로 가수분해하는 단계를 포함하는, 하기 구조식을 갖는 시클로스포린 A 유도체의 제조 방법.
    Figure 112003037446911-pat00060
    상기 식 중에서,
    R은 탄소수 2 내지 3의 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이다.
  16. 제15항에 있어서, 산화 단계가 오존, 과망간산칼륨 및 사산화오스뮴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화제로 수행되는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 산화제가 사산화오스뮴인 방법.
  18. (a) 시클로스포린 A의 β-알콜을 보호하여 중간체 아세틸 시클로스포린 A를 형성시키는 단계;
    (b) 아세틸 시클로스포린 A를 산화시켜 중간체 아세틸 시클로스포린 A 알데히드를 제조하는 단계;
    (c) 중간체 아세틸 시클로스포린 A 알데히드를 화학식 RCH=PPh3 (여기서, R은 하기 정의된 바와 같음)의 인 일리드로 비티히 반응으로 처리하여 아세틸 시클로스포린 A 유도체를 제조하는 단계; 및
    (d) 아세틸 시클로스포린 A 유도체를 염기로 가수분해하는 단계를 포함하는, 하기 구조식을 갖는 시클로스포린 A 유도체의 제조 방법.
    Figure 112003037446911-pat00061
    상기 식 중에서,
    R은 탄소수 2 내지 3의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 분지쇄 지방족 탄소쇄이다.
  19. 제18항에 있어서, 산화 단계가 오존, 과망간산칼륨 및 사산화오스뮴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화제로 수행되는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 산화제가 사산화오스뮴인 방법.
  21. (a) 시클로스포린 A의 β-알콜을 보호하여 중간체 아세틸 시클로스포린 A를 형성시키는 단계;
    (b) 아세틸 시클로스포린 A를 산화시켜 중간체 아세틸 시클로스포린 A 알데히드를 제조하는 단계;
    (c) 중간체 아세틸 시클로스포린 A 알데히드를 화학식 RCH=PPh3 (여기서, R은 하기 정의된 바와 같음)의 인 일리드로 비티히 반응으로 처리하여 아세틸 시클로스포린 A 유도체를 제조하는 단계; 및
    (d) 아세틸 시클로스포린 A 유도체를 염기로 가수분해하는 단계를 포함하는, 하기 구조식을 갖는 시클로스포린 A 유도체의 제조 방법.
    Figure 112003037446911-pat00062
    상기 식 중에서,
    R은 -D, -CD3, -CH=CD-CD3, -CD=CD-CD3, -CH=CH-CH=CD-CD3, -CD=CH-CD=CD-CD3, -CH=CH-CH=CD2, -CD=CH-CD=CD2, -CH=CD2, -CD=CD2, -CH=CH2 , -CH=CH-CD3, -CH=CH-CH3, -CH=CH-CH=CH-CH3 및 -CH=CH-CH=CH2로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  22. 제21항에 있어서, 산화 단계가 오존, 과망간산칼륨 및 사산화오스뮴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화제로 수행되는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 산화제가 사산화오스뮴인 방법.
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