用于靶向递送的、与小分子整联蛋白拮抗剂共价连接的壳聚糖的制作方法
【专利摘要】本发明涉及式I的壳聚糖聚合物衍生物：及其药学上可接受的盐和酯，其中Y、X1、X4、R1、R2和n在详述和权利要求中所定义。式I的壳聚糖聚合物衍生物结合于或缔合于α-4-β-1(α4β1)和α-V-β-3(αVβ3)整联蛋白二聚体并且可用于递送制剂以将药物、核酸或其它治疗性化合物递送至表达此类整联蛋白的组织或细胞。
【专利说明】用于靶向递送的、与小分子整联蛋白拮抗剂共价连接的壳聚糖
[0001]本发明涉及用于靶向递送的共价连接于小分子整联蛋白拮抗剂的壳聚糖聚合物衍生物。这些小分子整联蛋白拮抗剂中的一些结合于VLA-4(极迟抗原-4) 二聚体(也称为整联蛋白α-4-β-Ι 二聚体或α4β1)。本发明的其它小分子整联蛋白拮抗剂结合于α-ν-β-3(ανβ3) 二聚体。此类壳聚糖连接的整联蛋白可用作靶向配体，用于递送其它小分子、肽和核酸。例如，此类壳聚糖可用于形成寡核苷酸或SiRNA纳米粒子，这些纳米粒子有助于将此类寡核苷酸或SiRNA选择性递送至表达此类整联蛋白受体的细胞，由此通过RNA干扰(RNAi)或其它作用机制来改变或预防靶基因的表达。
[0002]VLA_4(极迟抗原-4,也称为α 4 β I)为整联蛋白二聚体。其主要包含由⑶49d( α )和⑶29 ( β )组成的两个亚单元。VLA-4在白细胞质膜上表达，其结合于血管上的VCAM-1 (在由细胞因子激活之后)，帮助白细胞附着至血管内皮(促成动脉粥样硬化或其它炎性疾病)。某些癌细胞也可表达VLA-4，其结合于粘附至内皮的VCAM-1(增加转移的风险)。因此，结合于VLA-4的化合物可阻断与VCAM-1的相互作用，潜在地治疗或预防由这种相互作用介导的疾病。可选择地，结合于VLA-4的化合物可用于递送制剂以将药物、核酸或其它治疗性化合物递送至表达VLA-4的组织或细胞，用于治疗或预防疾病。
[0003]本发明涉及用于靶向递送的、共价连接于小分子整联蛋白拮抗剂的壳聚糖聚合物衍生物。这些小分子整联蛋白拮抗剂中的一些结合于VLA-4(极迟抗原-4) 二聚体(也称为整联蛋白α-4-β-Ι 二聚体或α4β1)。本发明的其它小分子整联蛋白拮抗剂结合于α-ν-β-3(ανβ3) 二聚体。此类壳聚糖连接的整联蛋白可用作靶向配体，用于递送其它小分子、肽和核酸。例如，此类壳聚糖可用于形成寡核苷酸或SiRNA纳米粒子，这些纳米粒子有助于将此类寡核苷酸或SiRNA选择性递送至表达此类整联蛋白受体的细胞，由此通过RNA干扰(RNAi)或其它作 用机制来改变或预防靶基因的表达。
[0004]发明背景
[0005]VLA_4(极迟抗原-4，也称为α 4 β I)为整联蛋白二聚体。其主要包含由⑶49d( α )和⑶29 ( β )组成的两个亚单元。VLA-4在白细胞质膜上表达，其结合于血管上的VCAM-1 (在由细胞因子激活之后)，帮助白细胞附着至血管内皮(促成动脉粥样硬化或其它炎性疾病)。某些癌细胞也可表达VLA-4，其结合于附着至内皮的VCAM-1(增加转移的风险)。因此，结合于VLA-4的化合物可阻断与VCAM-1的相互作用，潜在地治疗或预防由这种相互作用介导的疾病。可选择地，结合于VLA-4的化合物可用于递送制剂以将药物、核酸或其它治疗性化合物递送至表达VLA-4的组织或细胞，用于治疗或预防疾病。
[0006]整联蛋白ανβ3型为玻连蛋白受体[Hermann, P.等人，“The vitronectinreceptor and its associated CD47molecule mediates pro inflammatory cytokinesynthesis in human monocytes by interact1n with soluble CD23，，[The Journal of cellb1logyl44(1999):767 - 75]。它由两个组分整联蛋白α V和整联蛋白β3_1)组成，并且由血小板以及其它细胞类型表达。已显示α V β 3抑制剂如伊瑞西珠(etaracizumab)可用作抗血管生成剂。可选择地，结合于ανβ 3的化合物可用于递送制剂以将药物、核酸或其它治疗性化合物递送至表达ανβ 3的组织或细胞，用于治疗或预防疾病。
[0007]RNA干扰是一种众所周知的过程,其中信使RNA(mRNA)至蛋白质的翻译通过互补或部分互补寡核苷酸如小干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)、微RNA(miRNA)或反义寡核苷酸的缔合或结合被干扰。siRNA是双链RNA分子，通常为19-25个核苷酸长度，与细胞质中称为RISC(RNA-诱导的沉默络合物)的一组蛋白质缔合。RISC最终分离双链siRNA，允许一条链与mRNA分子的互补或部分互补部分结合或缔合，之后mRNA被RISC破坏或另外被阻止翻译-因此遏抑所编码蛋白质或基因产物的表达。
[0008]在治疗应用(尤其用于人的系统性施用)中使用核酸如siRNA的问题之一在于将核酸递送至:⑴特定的靶组织或细胞类型以及⑵那些细胞的细胞质(即其中mRNA存在并被翻译成蛋白质)。部分递送问题是基于这样的事实:核酸带负电且易被降解(尤其当未被修饰时)，被肾脏有效地过滤，且不能容易地独自转运至细胞的细胞质。因此，大量研究已专注于用包括脂质体、胶束、肽、聚合物、缀合物和适体的各种载体和制剂来解决递送问题。参见 Ling 等人，Advances in Systemic siRNA Delivery, Drugs Future34 (9): 721 (2009 年 9月)。一些更有前景的递送媒介物已涉及包括脂质纳米粒子的脂质系统的使用。参见Wu等人，Lipidic Systems for In Vivo siRNA Delivery, AAPS J.11(4): 639 - 652 (2009 年 12 月)；Hope 等人的国际专利申请公布 N0.W02010/042877 ( “Improved Amino Lipids And MethodsFor the Delivery of Nucleic Acids”)。但是，使用基于脂质的纳米粒子(LNP)的临床试验在某种程度上受以下因素的限制:安全性、抗体调理作用和吞噬、以及在静脉内施用后不能递送核酸如siRNA至除肝和肺之外的器官。
[0009]由于温和地带正电的寡聚物与阴离子DNA和/或siRNA的缔合，壳聚糖自发地与DNA和siRNA形成络合物。已显示壳聚糖介导体外转染并且在10%血清中敲除siRNA靶向的mRNA。从内体隔室释放siRNA的作用机制是未知的，但是它被认为在内体隔室成熟时随着其酸化而发生。也已报道壳聚糖具有粘膜黏着性。壳聚糖是生物可降解的，且已报道其在大鼠中的口服LD50为16g/kg。其已被批准用于人创伤愈合治疗，且其目前在临床试验中用于增强肽经由肺的递送。报道了壳聚糖用于递送寡核苷酸的用途(参见国际专利申请公布 N0.W02008/031899,W02010085959,ff02009012786 和 W02009006905)。在这些情况下，壳聚糖不含有靶向配体。
[0010]已在较小范围内报道了具有生物可降解聚合物的靶向配体的使用。已报道了共价连接于壳聚糖、用于递送SiRNA的叶酸的用途(Jiang, H.-L.等人,“The suppress1nof lung tumorigenesis by aerosol-delivered foIate-chitosan-graft-polyethylenimine/AktlshRNA complexes through the Akt signaling pathway，，B1materials (2009)，30，5844-5852)。还参见 Rudzinskij W.E.和 Aminabhavij Τ.Μ.“Chitosan as acarrier for targeted delivery of small interfering RNA，，Internat1nal Journal ofPharmaceutics399 (2010): 1-1l0尽管也已报道了整联蛋白革巴向肽用于革巴向递送壳聚糖-siRNA纳米粒子的用途(Han，H.D.等人，“Targeted gene silencing using RGD-1abeledlabeled chitosan nanoparticle，，Clinical Cancer Research (2010)，16, 3910-3922)，但是对用于靶向递送治疗剂的、包括小分子壳聚糖衍生物缀合物的载体和制剂的进一步改进仍有需求。
[0011]发明概述[0012]本发明涉及包含三个单体的式I壳聚糖聚合物衍生物:
[0013]
【权利要求】
1.式I的壳聚糖聚合物衍生物:
2.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其中Y为:
3.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其中Y为:
4.根据权利要求1至3任一项的壳聚糖聚合物衍生物，其中Rl为
5.根据权利要求1至3任一项的壳聚糖聚合物衍生物，其中Rl为:
6.根据权利要求5的壳聚糖聚合物衍生物，其中:
7.根据权利要求5的壳聚糖聚合物衍生物，其中:
8.根据权利要求5的壳聚糖聚合物衍生物，其中:
9.根据权利要求5的壳聚糖聚合物衍生物，其中:
10.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs(AK)-Pr-S-avi33配体2(壳聚糖衍生物A)，2.5% N-乙酰基-壳聚糖，负载有 0.15 % 的(S)-N-[4-[3-[3-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[3-(2，5-二氧代-2，5-二氢-吡咯-1-基)-丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]丙氧基]_苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
11.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs(AK)-Pr-S-avi3 3配体2(壳聚糖衍生物B)，2.5% N-乙酰基-壳聚糖，负载有 0.21 % 的(S)-N-[4-[3-[3-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[3-(2，5_ 二氧代-2，5-二氢-吡咯-1-基)-丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]丙氧基]_苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
12.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs(AK)-Pr-S-avi33配体2(壳聚糖衍生物C)，2.5% N-乙酰基-壳聚糖，负载有 0.76 % 的(S)-N-[4-[3-[3-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[3-(2，5-二氧代-2，5-二氢-吡咯-1-基)-丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]丙氧基]_苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
13.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs (NM) -Pr-S- a V β 3配体3 (壳聚糖衍生物D)，14% N-乙酰基-壳聚糖，负载有0.3%的(S) -N- [4- [3- [3- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [3- (2，5- 二氧代-2，5- 二氢-吡咯-1-基)_丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]乙氧基]-苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
14.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为:
Cs (NM) -Pr-S- a V β 3配体3 (壳聚糖衍生物Ε)，14% N-乙酰基-壳聚糖，负载有0.6%的(S) -N- [4- [3- [3- [2- [2- [2- [2- [2- [2-[2- [2- [2- [2- [2- [2- [3- (2，5- 二氧代-2，5- 二氢-吡咯-1-基)_丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]乙氧基]-苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
15.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs (匪)-Pr-S- a V β 3配体3 (壳聚糖衍生物F)，14% N-乙酰基-壳聚糖，负载有1.9%的(S) -N- [4- [3- [3- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [3- (2，5- 二氧代-2，5- 二氢-吡咯-1-基)_丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]乙氧基]-苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
16.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs (NM) -Pr-S- a V β 3配体3 (壳聚糖衍生物G)，14% N-乙酰基-壳聚糖，负载有6 %的(S) -N- [4- [3- [3- [2- [2- [2-[2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [3- (2，5- 二氧代-2，5- 二氢-吡咯-1-基)_丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]乙氧基]-苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
17.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs (NM) -Pr-S- a V β 3配体3 (壳聚糖衍生物H)，14% N-乙酰基-壳聚糖，负载有5.0%的(S) -N- [4- [3- [3- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [2- [3- (2，5- 二氧代-2，5- 二氢-吡咯-1-基)_丙酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]-1-氧代丙基]氨基]乙氧基]-苯基]_3-[2-[3_[胍基]_苯甲酰基氨基]-乙酰基氨基]-琥拍酰胺酸。
18.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为:Cs (NM)-Pr-S-VLA4配体1(壳聚糖衍生物I)，用20%的(S)_3-[4_(2，6-二氯苯甲酰基氨基)苯基]-2-[[ [1-[2-[3-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[3- (2, 5- 二氧代-2，5- 二氢批咯-1-基)丙酰基氨基]-乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]丙酰基氨基]乙基]环戊基]羰基]氨基]丙酸衍生的14% N-乙酰基-壳聚糖。
19.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为:
Cs (NM) -Pr-S-VLA4 配体 3 (壳聚糖衍生物 J)，用 18 % 的(S) -2- [4- [ (3- [2- [2- [2- [2-[2_ [2_ [2_ [2_ [3_ (2，5_ 二氧代_2，5_ 二氧吡略-1-基)丙酸基氛基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]丙酰基氨基)甲基]_2，6-二氟苯甲酰基氨基]-3-[4-(1，3，6-三甲基-2，4-二氧代-1，2，3，4-四氢嘧啶_5_基)苯基]丙酸衍生的14% N-乙酰基-壳聚糖。
20.根据权利要求1的壳聚糖聚合物衍生物，其为: Cs(NM)-VLA4配体2酸(4%负载率)(壳聚糖衍生物K)，用4 %的N-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[2-[l-(S)-1-羧基-2-[4-(2，6-二氯苯甲酰基氨基)苯基]乙基氨甲酰基]环戊基]乙基氨甲酰基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙氧基]乙基]琥珀酰胺酸衍生的14% N-乙酰基-壳聚糖。
21.药物组合物，包含 根据权利要求1至20任一项的化合物和药学上可接受的载体。
22.用于治疗炎症、癌症或代谢疾病和疾患的方法，包括向需要其的患者施用治疗有效量的根据权利要求1至20任一项的化合物。
23.根据权利要求1至20任一项的化合物用于治疗或预防炎症、癌症或代谢疾病和疾患的用途。
24.根据权利要求1至20任一项的化合物在制备用于治疗或预防炎症、癌症或代谢疾病和疾患的药物中的用途。
25.前文所述的本发明。
【文档编号】A61K47/48GK104039356SQ201380004563
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年1月24日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】J·钦, R·A·小古德诺, M·M·哈密尔顿, A·希杜里 申请人:弗·哈夫曼-拉罗切有限公司