用于胶质母细胞瘤的半胱天冬酶酶原结合的疗法制造技术

本发明专利技术提供用于诱导细胞死亡例如癌细胞死亡的组合物和方法。公开了化合物的组合以及相关的使用方法，包括化合物在用于治疗癌症以及选择性地诱导细胞凋亡的疗法中的用途。与其它化合物以及化合物的组合相比，所公开的药物组合可具有较低的神经毒性作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于胶质母细胞瘤的半胱天冬酶酶原结合的疗法相关申请本申请要求依照35U.S.C.§119(e)于2012年3月6日提交的第61/607,103号美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请通过引证方式纳入本申请。专利技术背景细胞凋亡或程序性细胞死亡在所有多细胞生物的发育和维持稳态过程中起着重要作用。癌症的常见标志是抵抗天然的细胞凋亡信号。根据癌症的类型，这种抵抗通常是由于细胞凋亡级联中关键蛋白的上调或下调，或者是由于编码这些蛋白的基因发生突变。这些变化在内源性细胞凋亡途径和外源性细胞凋亡途径中均有发生，其中内源性凋亡途径经由(funnelthrough)线粒体和半胱天冬酶-9(caspase-9)，外源性凋亡途径涉及死亡受体与半胱天冬酶-8的作用。例如，已经在癌症中观察到了蛋白的适当水平的改变，所述蛋白诸如p53、Bim、Bax、Apaf-1、FLIP和许多其他蛋白。这些改变可导致有缺陷的细胞凋亡级联，其中之一是上游的促细胞凋亡信号没有被充分地传递以激活执行者半胱天冬酶——半胱天冬酶-3和半胱天冬酶-7。由于大多数细胞凋亡途径最终都涉及半胱天冬酶原-3酶原(procaspase-3)的激活，因而上游的基因变异为细胞凋亡通路中的有效“中断”，因此，这些细胞非典型地增殖。鉴于细胞凋亡在癌症中的重要作用，一直在努力开发以细胞凋亡级联中的特异蛋白为靶的治疗剂。例如，与级联成员诸如p53和Bcl家族中的蛋白结合的肽的或小分子的结合剂，或者与蛋白的细胞凋亡抑制剂(IAP)家族结合的肽的或小分子的结合剂，具有促细胞凋亡活性，促进Apaf-1低聚化的化合物也同样具有促细胞凋亡活性。然而，因为这些化合物以细胞凋亡级联中的早期(或中间的至高的)位置为靶，因此，携带影响这些成员下游蛋白的突变癌症仍然可以抵抗这些化合物的可能的有益效果。对治疗目的有利的是鉴定直接激活细胞凋亡级联中极下游(fardownstream)的促细胞凋亡蛋白的小分子。这种方法能够影响级联中比较低的位置，因此，使得甚至能够杀死那些携带影响上游细胞凋亡机制的突变的细胞。此外，如果促细胞凋亡蛋白质在癌细胞中被上调了或者以增加的水平存在于癌细胞中，则这样的治疗策略成功的可能性较高。因此，鉴定以细胞凋亡的下游效应蛋白——半胱天冬酶-3酶原——为靶的小分子，将显著有助于目前的癌症治疗。半胱天冬酶-3酶原到半胱天冬酶-3的转化或激活导致活化的“执行者”半胱天冬酶形式的产生，所述活化的“执行者”半胱天冬酶形式随后催化众多蛋白底物的水解。活化的半胱天冬酶-3是异二聚体的均二聚体，并且是通过半胱天冬酶-3酶原的蛋白酶解产生的。在体内，这种蛋白酶解激活通常经由半胱天冬酶-8或半胱天冬酶-9的作用而发生。为确保酶原(前酶)不被过早地激活，半胱天冬酶-3酶原具有12个阻止接近蛋白酶解的ETD位点(氨基酸序列，ile-glu-thr-asp)的氨基酸“安全制动片(safetycatch)”。这种安全制动片使得半胱天冬酶-3酶原能够抵抗自催化激活和经半胱天冬酶-9的蛋白酶解。突变研究表明，三个相连的天冬氨酸残基似乎是该安全制动片的关键性组成。安全制动片的位置对pH敏感，因此，一旦发生细胞酸化(如在细胞凋亡过程中发生)，安全制动片被认为允许接近蛋白酶解的所述位点，活化的半胱天冬酶-3可通过半胱天冬酶-9的作用或经由自身激活机制而产生。在某些癌症中，半胱天冬酶-3酶原的水平相对于正常组织是提高的。来自20位结肠癌患者的原代分离物(primaryisolates)的研究显示，平均起来，相对于临近的非癌性组织，半胱天冬酶-3酶原在这些分离物中上调了六倍。此外，在某些神经母细胞瘤、淋巴瘤和肝癌中，半胱天冬酶-3酶原上调。而且，美国国家癌症研究所(NationalCancerInstitute，NCI)治疗发展部(DevelopmentalTherapeuticsProgram)对用于癌症筛选的60个细胞系调查对象(cell-linepanel)中的半胱天冬酶-3酶原的水平进行了系统评价，揭示某些肺癌、黑素瘤、肾癌和乳腺癌表现出极大增强的半胱天冬酶-3酶原表达水平。鉴于活化的半胱天冬酶-3在实现细胞凋亡中的作用、某些癌性细胞类型中相对高水平的半胱天冬酶-3酶原以及备受关注的安全制动片-介导的半胱天冬酶-3酶原自身激活的抑制，直接修饰半胱天冬酶-3酶原的小分子能够在靶向癌症治疗中具有非常大的适用性。对于治疗癌症患者，组合治疗已标准化。组合治疗药物鸡尾酒疗法的目标是在化学治疗剂之间实现协同或相加作用，借此促进缩短治疗时间，降低毒性并增加患者存活。作用于单一生化途径的药物对协同或增强作用而言是特别强有力的候选者，因为，它们可以模拟“合成致死”基因组合("syntheticlethal"geneticcombinations)。例如，如在细胞培养、动物模型和人体临床试验中所证明的，聚(ADP-核糖)聚合酶-1(PARP-1)(一种促进DNA损伤修复的酶)的抑制剂，有效地与DNA损伤剂协同。然而，仍需要更多的有效治疗用于治疗多种形式的癌症，抗癌药物的新的协同组合将有助于实现这一目的。相应地，需要鉴定新的细胞毒性药剂，它们在杀死癌细胞方面是有效的，还保护正常宿主组织免受细胞毒性药剂的不期望的毒性。
技术实现思路
本专利技术大体上提供化合物、组合物以及治疗学治疗的方法。在不同的实施方案中，本专利技术适用于多种癌症和癌细胞类型诸如乳腺癌、淋巴瘤、肾上腺癌、肾癌、黑素瘤、白血病、神经细胞瘤、肺癌、脑癌和本领域已知的其他癌症。本文尤其公开了包括能够诱导细胞死亡的小分子的组合物和方法。在某些实施方案中，所述组合物和方法涉及能够直接或间接与程序性细胞死亡途径成员诸如半胱天冬酶-3酶原相互作用的化合物。在某些实施方案中，与直接或间接与程序性细胞死亡途径成员诸如半胱天冬酶-3酶原相互作用的其他化合物相比，所述组合物和方法具有降低的神经毒性。组合抗癌治疗可由以不同生化途径为靶的药物组成，或者由那些在相同途径中打击不同靶点的化合物组成，模拟“合成致死”的基因组合。半胱天冬酶-3酶原激活剂PAC-1和烷基化剂替莫唑胺(TMZ)的组合对于诱导癌细胞的细胞凋亡性死亡显示相当大的协同作用，达到远远超过相加作用的程度。PAC-1和TMZ的组合有效降低肿瘤模型中的肿瘤负荷，其中单独的化合物具有极微小的作用或没有作用。这些数据表明PAC-1/TMZ组合用于治疗癌症的有效性，更广泛而言，表明该协同组合提供显著加强的治疗益处。因此，本专利技术提供一种组合物，其包含(a)式(I)的化合物、(b)化合物PAC-1和(c)药学上可接受的稀释剂、赋形剂或载体，式(I)的化合物可以是替莫唑胺(TMZ)。在其他实施方案中，式(I)的化合物的结构可替换为TMZ的衍生物或其前药。所述载体可包括水和有利于递送活性成分的任选组分诸如缓冲剂、糖、环糊精或其各种结合。在一个实施方案中，所述环糊精是2-羟丙基-β-环糊精。式I化合物的浓度可为约100μM至约1mM，通常为约250μM、约500μM或约750μM。PAC-1的浓度可为约2μM至约50μM，通常为约2.5μM、约5μM、约7.5μM、约10μM、约12.5μM、约15μM、约20μM、约25μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，包括：(a)式(I)的化合物、(b)化合物PAC‑1和(c)药学上可接受的稀释剂、赋形剂或载体，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.06 US 61/607,1031.一种组合物，包括：(a)式(I)的化合物、(b)化合物PAC-1和(c)药学上可接受的载体，2.权利要求1的组合物，其中所述载体包括水和任选地包括缓冲剂、环糊精或其结合。3.权利要求2的组合物，其中所述环糊精是2-羟丙基-β-环糊精。4.权利要求1的组合物，其中式(I)化合物的浓度为100μM至1mM。5.权利要求1的组合物，其中PAC-1的浓度为2μM至50μM。6.权利要求1的组合物，其中式(I)化合物的浓度为250μM至750μM，并且PAC-1的浓度为5μM至30μM。7.权利要求1的组合物在制备用于抑制癌细胞生长或增殖的药物中的用途，其中使癌细胞与有效量的权利要求1的组合物接触，从而抑制癌细胞生长或增殖。8.权利要求7的用途，其中所述癌细胞是胶质母细胞瘤细胞或少突神经胶质瘤细胞。9.权利要求7的用途，其中所述癌细胞是骨肉瘤细胞。10.式(I)化合物和化合物PAC-1在制备用于在癌细胞中诱导细胞凋亡的药物中的用途，其中使癌细胞与有效量的式(I)化合物和有效量的化合物PAC-1接触，从而在癌细胞中诱导细胞凋亡，11.权利要求10的用途，其中所述接触在体外。12.权利要求10的用途，其中所述接触在体内。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·J·赫甘罗斯尔，瑞秋·C·博特姆，蒂莫西·M·范，马克·J·吉尔伯特，迈克尔·K·汉德里，格雷戈里·J·里金斯，索多尔·M·塔拉索，阿瓦德哈特·乔希，
申请(专利权)人：伊利诺伊大学评议会，抑制肿瘤公司，约翰斯·霍普金斯大学，
类型：发明
国别省市：美国;US