由雙重化合物激活的強有效的抗癌活性的製作方法

2023-12-08 23:43:36

由雙重化合物激活的強有效的抗癌活性的製作方法
【專利摘要】本發明提供用於誘導細胞死亡(例如癌細胞死亡)的組合物和方法。本發明公開了化合物的結合物以及相關方法用途，包括化合物在用於治療癌症和在細胞中選擇性誘導細胞凋亡的療法中的用途。所公開的藥物結合物可比其他的化合物和化合物的結合物具有更低的神經毒性效應。
【專利說明】由雙重化合物激活的強有效的抗癌活性
[0001] 相關專利申請的交叉引用
[0002] 根據35U.S.C. § 119(e)，本專利申請要求2012年3月2日提交的美國臨時申請 No. 61/605, 819的優先權，所述申請以引用的方式納入本文。

【背景技術】
[0003] 細胞凋亡，或程序性細胞死亡，在所有多細胞生物的發育和動態平衡中起著重要 的角色。癌症的頻發性標誌是對自然細胞凋亡信號的抵抗。取決於癌症的類型，這種抵抗通 常是由於細胞凋亡級聯反應中關鍵蛋白質的上調或下調造成的，或由於編碼這些蛋白質的 基因發生突變造成的。這些改變發生在內源性細胞凋亡途徑（通過線粒體和半胱天冬酶-9 匯集）和外源性細胞凋亡途徑（涉及死亡受體和半胱天冬酶_8的作用）中。例如，已在癌 症中觀察到蛋白質-如p53、Bim、Bax、Apaf-1、FLIP和很多其他蛋白質-適當水平的 改變。這種改變可導致有缺陷的細胞凋亡級聯反應，在這種有缺陷的細胞凋亡級聯反應中， 上遊促凋亡信號沒有被充分傳遞來激活執行者（executioner)半胱天冬酶、半胱天冬酶-3 和半胱天冬酶-7。
[0004] 因為大多數細胞凋亡途徑最終涉及半胱天冬酶-3酶原的激活，上遊基因異常有 效地"阻斷"了細胞凋亡線路，因此這些細胞非典型地增殖。考慮到細胞凋亡在癌症中的重 要作用，已經致力於開發靶向細胞凋亡級聯反應中特定蛋白質的治療方法。例如，與級聯反 應成員（如P53和Bcl家族中的蛋白質）結合的或者與細胞凋亡抑制劑（IAP)蛋白家族結 合的肽結合物（binder)或小分子結合物具有促凋亡活性，並且促進Apaf-I寡聚化作用的 化合物也具有該活性。然而，由於這些化合物靶向細胞凋亡級聯反應中早期（或中間到高） 的位置，在那些成員的下遊蛋白質上具有突變的癌症仍然可以抵抗那些化合物的可能的有 益效果。
[0005] 對直接激活細胞凋亡級聯反應遠端下遊的促凋亡蛋白的小分子進行識別，會對治 療目的有利。這種方法可涉及級聯反應中相對較低的位置，因此使得甚至能夠殺死在其上 遊凋亡機器（machinery)上具有突變的那些細胞。而且，如果在癌症細胞中所述促凋亡蛋 白被上調，，這種治療策略會有更高的成功可能性。因此，靶向細胞凋亡下遊效應蛋白的識 別小分子-半胱天冬酶_3-會大大有助於目前的癌症治療。
[0006] 半胱天冬酶-3酶原到半胱天冬酶-3的轉化或激活導致產生活性"執行者"半胱天 冬酶形式，其隨後催化多種蛋白質底物的水解。活性半胱天冬酶-3是異源二聚體的同源二 聚體，並且其由半胱天冬酶-3酶原的蛋白水解產生。在體內，這種蛋白水解的激活通常通 過半胱天冬酶-8或半胱天冬酶-9的作用而發生。為了確保酶原不會被過早地激活，半胱 天冬酶-3酶原含有阻礙進入蛋白水解的ETD位點（胺基酸序列，異亮氨酸-穀氨酸-蘇氨 酸-天冬氨酸）的12個胺基酸的"保險栓"。此保險栓使得半胱天冬酶-3酶原能夠抵抗半 胱天冬酶-9的自動催化激活和蛋白水解。誘變研究表明，三個連續的天冬氨酸殘基看起來 是保險栓的關鍵組分。所述保險栓的位置對PH值敏感，因此在細胞酸化時（如在細胞凋亡 過程中發生），所述保險栓被認為允許進入蛋白水解的位置，並且可通過半胱天冬酶-9的 作用或通過自身激活機制產生活性半胱天冬酶-3。
[0007] 在某些癌症中，半胱天冬酶-3酶原的水平相對於正常組織是增高的。對來自20 位結腸癌患者的初級分離物的研究顯示，平均而言，相對於鄰近的非癌組織，這種分離物中 的半胱天冬酶-3酶原被上調六倍。另外，半胱天冬酶-3酶原在某些神經母細胞瘤、淋巴瘤 和肝癌中被上調。此外，對被國家癌症研究所（NCI)開發治療項目用於癌症篩選的60個細 胞系組中半胱天冬酶-3酶原的水平進行了系統性評估，結果表明某些肺癌、黑色素瘤癌、 腎癌及乳腺癌顯示出顯著增高的半胱天冬酶-3酶原表達水平。
[0008] 由於活性半胱天冬酶-3在實現細胞凋亡中的作用，在某些癌細胞類型中相對高 水平的半胱天冬酶-3酶原和令人感興趣的保險栓介導的對半胱天冬酶_3酶原自身激活的 抑制，直接修飾半胱天冬酶-3酶原的小分子可能在靶向癌症治療中具有很大應用。
[0009] 聯合治療已成為治療癌症患者的標準。聯合治療藥物雞尾酒療法的目標是在化 療藥物間實現協同或累加效應，從而有利於縮短治療時間，降低毒性，和提高患者存活率。 作用於單一生化途徑的藥物是用於協同作用或增強作用的特別強的候選藥物，因為它們可 模擬"合成致死"的基因組合。例如，如細胞培養、動物模型、和人類臨床試驗所證明的，聚 (ADP-核糖）聚合酶（PARP-I)的抑制劑--一種促進DNA損傷修復的酶--有效地與DNA 損傷劑協同作用。然而，仍需要更有效的療法用於治療多種形式的癌症，抗癌藥物的新的協 同組合將有助於該訴求。因此，需要識別新的細胞毒性劑，所述新的細胞毒性劑能有效殺死 癌細胞還能保護正常宿主組織免受其不需要的細胞毒性劑的毒性的影響。


【發明內容】

[0010] 本發明主要提供治療處理的化合物、組合物和方法。在實施方案中，本發明可適用 於多種癌症疾病和癌細胞類型的情況，如乳腺、淋巴瘤、腎、黑色素瘤、白血病、神經母細胞 瘤、肺、腦及本領域已知的其他癌細胞類型。本文尤其公開了包括能夠誘導細胞死亡的小分 子的組合物和方法。在多個實施方案中，所述組合物和方法涉及可直接地或間接地與程序 性細胞死亡途徑成員（如半胱天冬酶-3酶原）相互作用的化合物。在一些實施方案中，所 述組合物和方法與其他直接地或間接地與程序性細胞死亡途徑成員（如半胱天冬酶-3酶 原）相互作用的化合物相比具有降低的神經毒性。
[0011] 聯合抗癌治療可由靶向不同生化途徑的藥物組成，或由攻擊同一途徑中不同靶標 的那些藥物組成，模擬了"合成致死"基因組合。本公開內容證實了聯合治療的新概念，即， 使用選擇性激活同一生物靶標但通過不同機制的兩種化合物來進行酶激活。半胱天冬酶-3 酶原激活劑PAC-I和1541B的結合物在體外半胱天冬酶-3酶原酶活性的激活作用中表現 出相當大的協同作用，在培養的多種癌細胞系中誘導半胱天冬酶-3酶原快速且驚人的自 我成熟（automaturation)，並且有效地誘導培養的癌細胞的凋亡性死亡至遠遠超過累加效 應的水平。最後，PAC-I和1541B的結合物有效地降低鼠腫瘤模型中的腫瘤負荷，而單獨的 化合物在此模型中具有很小的影響或沒有影響。這些數據表明PAC-1/1541B結合物用於癌 症治療的潛力，更廣義地說，表明差異性作用的酶激活劑可協同作用以提供顯著提高的生 物學效應。
[0012] 因此，本發明提供了一種組合物，包括（a)式（I)的化合物：
[0013]

【權利要求】
1. 一種組合物，包含（a)式⑴的化合物：
其中R是H或甲基； (b)化合物PAC-1 :
和（c)可藥用的稀釋劑、賦形劑或載體。
2. 權利要求1的組合物，其中式（I)的R是H。
3. 權利要求1的組合物，其中式⑴的R是甲基。
4. 權利要求1-3任一項的組合物，其中所述載體包含水和任選地緩衝液、環糊精、或其 結合物。
5. 權利要求5的組合物，其中所述環糊精是2-羥丙基-0 -環糊精。
6. 抑制癌細胞生長或增殖的方法，包括使癌細胞與有效量的權利要求1的組合物接 觸，從而抑制所述癌細胞的生長或增殖。
7. 權利要求6的方法，其中所述癌細胞是肛門癌細胞、膀胱癌細胞、乳腺癌細胞、子宮 頸癌細胞、結腸直腸癌細胞、胃癌細胞、頭頸癌細胞、白血病細胞、肺癌細胞、霍奇金淋巴瘤 細胞、非-霍奇金淋巴瘤細胞、惡性淋巴瘤細胞、神經母細胞瘤細胞、眼癌細胞、骨癌細胞、 卵巢癌細胞、前列腺癌細胞、腎癌細胞、黑色素瘤細胞、軟組織肉瘤細胞、甲狀腺癌細胞或維 爾姆瘤細胞。
8. 權利要求6的方法，其中所述癌細胞是乳腺癌細胞、白血病細胞或淋巴瘤細胞。
9. 將半胱天冬酶-3酶原激活為半胱天冬酶-3的方法，所述方法包括使半胱天冬酶-3 酶原與權利要求1-5任一項的組合物接觸。
10. 權利要求9的方法，其中所述接觸為在體外。
11. 權利要求9的方法，其中所述接觸為在體內。
12. 增強式（I)的化合物的活性的方法：
其中R是H或甲基； 包括將癌細胞與式I的化合物和有效激活量的PAC-1的結合物接觸：
其中所述PAC-1增強式（I)的化合物對癌細胞的活性。
13. 在癌細胞中誘導細胞凋亡的方法，所述方法包括將癌細胞與有效量的式（I)的化 合物和有效量的化合物PAC-1接觸：
其中R是H或甲基；
其中由此在癌細胞中誘導細胞凋亡。
14. 權利要求13的方法，其中所述癌細胞與式（I)的化合物和PAC-1同時接觸。
15. 權利要求13的方法，其中在所述癌細胞與PAC-1接觸之前，所述癌細胞與式（I)的 化合物接觸。
16. 權利要求13的方法，其中在所述癌細胞與式（I)的化合物接觸之前，所述癌細胞與 PAC-1接觸。
17. 治療有需要的患者中癌症的方法，所述方法包括同時或依次將治療有效量的式 (I)的化合物和有效量的化合物PAC-1給予患者：
其中所述癌症是乳腺癌、白血病或淋巴瘤。
18. 權利要求17的方法，其中同時給予式（I)的化合物和化合物PAC-1。
19. 權利要求17的方法，其中依次給予式（I)的化合物和化合物PAC-1。
20. 權利要求19的方法，其中在所述化合物PAC-1之前給予式（I)的化合物。
21.權利要求19的方法，其中在所述化合物PAC-1之後給予式⑴的化合物。
【文檔編號】A61K31/166GK104487059SQ201380023336
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年3月4日 優先權日:2012年3月2日
【發明者】保羅·J·赫甘羅斯爾, 瑞秋·C·博特姆, 蒂莫西·M·范, 馬克·J·吉爾伯特, 麥可·K·漢德裡, 索多爾·M·塔拉索 申請人:伊利諾伊大學評議會, 抑制腫瘤公司