Фармацевтическая композиция, содержащая блок-сополимер, включающий соединение бороновой кислоты

Изобретение относится к противоопухолевому блок-сополимеру. Блок-сополимер включает гидрофильный сегмент, включающий полиэтиленгликоль; гидрофобный сегмент, включающий полиаминокислотную цепь; и остаток соединения бороновой кислоты, связанный с боковой цепью гидрофобного сегмента через связующее звено, включающее гетероциклическую структуру. Гетероциклическая структура представлена следующей химической структурой:

в которой В означает атом бора, образованный соединением бороновой кислоты; R¹, R², R³ и R⁴ каждый независимо означает атом водорода, линейную или разветвленную алкильную группу с 1-16 атомами углерода, или органическую группу, содержащую ароматическую группу в качестве структуры для защиты связи сложного эфира бороновой кислоты, образующейся при связывании атома бора и атома кислорода, показанных в химической структуре. При этом соблюдаются условия: (i) по меньшей мере один из R¹, R², R³ и R⁴ представляет органическую группу, содержащую ароматическую группу, и (ii) R¹ не является атомом водорода. Ароматическое кольцо, полученное из ароматической группы, связано с атомом углерода, образующим циклический скелет гетероциклической структуры непосредственно или посредством 1 или 2 атомов. Изобретение позволяет получить противоопухолевый блок-сополимер с улучшенной способностью к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты в физиологических условиях. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 3 пр.

 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение касается фармацевтической композиции, включающей блок-сополимер, содержащий соединение бороновой кислоты на примере Велкада (товарный знак: бортезомиб в качестве международного непатентованного названия).

Уровень техники

[0002] Предполагается, что соединение бороновой кислоты найдет разнообразное медицинское применение. Например, бортезомиб известен как эффективное противораковое средство, которое подавляет рост миеломных клеток ингибированием действия фермента (протеасомы) для разложения ненужного белка в клетках и ингибированием активации NF-кВ. Протеасома является биологическим механизмом разложения структурно аномального белка или лишнего белка. Скорость роста клеток чрезвычайно высока в раковых клетках по сравнению с нормальными клетками, и синтез белка осуществляется активно в раковых клетках по сравнению с нормальными клетками, что также приводит к повышенному количеству синтезируемого структурно аномального белка. Поэтому функцию протеасомы ингибируют бортезомибом для увеличения внутриклеточной концентрации аномального белка. Кроме того, активация NF-кВ играет важную роль в выживании, росте и инвазии опухолевых клеток. NF-кВ обычно присутствует в неактивной форме в состоянии связывания с ингибирующим белком IкВα. NF-кВ активируется расщеплением IкВα протеасомой. Активация NF-кВ подавляется ингибированием функции протеасомы бортезомибом. Явление, вызываемое бортезомибом, может привести к дисфункции и гибели раковых клеток. Однако протеасома присутствует также в нормальных клетках и поэтому бортезомиб имеет сильные побочные эффекты. В качестве побочных эффектов отмечаются, например, миелосупрессия, заболевание легких, синдром лизиса опухоли, нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта, периферическая нейропатия, пневмония и сердечно-сосудистые расстройства.

[0003] Заявителями осуществлена перспективная с точки зрения усиления эффективности препарата при снижении побочных эффектов разработка системы доставки лекарственного средства (DDS) с полимерной мицеллой. Одна из целей DDS состоит в достижении замедленного высвобождения препарата посредством мицеллообразования, другими словами, устойчивой задержки препарата в мицелле в физиологических условиях для предотвращения таким образом резкого повышения концентрации препарата в крови во избежание возникновения побочных эффектов.

[0004] При этом полимерная мицелла, способная достаточно устойчиво поддерживать соединение бороновой кислоты, такое как бортезомиб, в физиологических условиях или блок-сополимер, пригодный для формирования полимерной мицеллы, еще не были получены. Следует отметить, что нижеследующая литература дана как литература, использованная при экспертизе заявки относительно соединения бороновой кислоты.

Патентная литература

[0005] [PTL 1] WO 96/13266 A1

[PTL 2] US 5780454 В

[PTL 3] WO 2010/019718 A1

[PTL 4] US 2010/0247669 A1

Краткое описание технической проблемы изобретения

[0006] Основная цель настоящего изобретения состоит в разработке полимерной мицеллы, способной устойчиво поддерживать соединение бороновой кислоты, такое как бортезомиб, в физиологических условиях, которая может быть использована в качестве фармацевтической композиции, и блок-сополимерной композиции, пригодной для формирования полимерной мицеллы.

Решение проблемы

[0007] Заявителями настоящего изобретения обнаружено, что когда соединение бороновой кислоты связано с гидрофобным сегментом блок-сополимера через определенную химическую структуру, способность к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты в физиологических условиях посредством мицеллообразования в значительной степени улучшается. Таким образом, настоящее изобретение было завершено. А именно, настоящим изобретением предложена фармацевтическая композиция, содержащая блок-сополимер, включающий гидрофильный сегмент; гидрофобный сегмент; и соединение бороновой кислоты, связанное с боковой цепью гидрофобного сегмента через связующее звено, включающее гетероциклическую структуру, в которой циклический скелет гетероциклической структуры содержит атом бора, образованный соединением бороновой кислоты, атомы X, связанные с атомом бора, каждый из которых выбирают из атома кислорода и атома азота, и атомы углерода, связанные с атомами X, и, кроме того, блок-сополимер включает органическую группу, связанную с атомом(ами)углерода, органическая группа содержит ароматическую группу или циклическую алкильную группу в качестве структуры для защиты связи эфира бороновой кислоты и/или борамидной связи, образующихся при связывании атома бора и атомов X.

Преимущества изобретения

[0008] Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения способность к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты в физиологических условиях в DDS типа полимерной мицеллы может быть улучшена.

Краткое описание чертежей

[0009] [Фиг. 1] График, представляющий результаты испытания на высвобождение лекарственного средства композициями полимерных мицелл, образованных блок-сополимерными композициями по примеру 1, примеру 2 и примеру сравнения 1.

[Фиг. 2] График, представляющий концентрации бортезомиба в плазме крыс, которым вводили композицию полимерных мицелл, образованную блок-сополимерной композицией по примеру 2, и водный раствор бортезомиба соответственно.

[Фиг. 3А] Гистограмма, показывающая относительные величины объемов опухолей через 7 дней после введения и объемов опухолей на день введения у мышей, которым вводили композицию полимерных мицелл, образованную блок-сополимерной композицией по примеру 1, и контрольный раствор, соответственно.

[Фиг. 3В] Гистограмма, показывающая относительные величины масс тела через 7 дней после введения и масс тела на день введения у мышей, которым вводили композицию полимерных мицелл, образованную блок-сополимерной композицией по примеру 1, водный раствор бортезомиба и контрольный раствор соответственно.

Описание вариантов осуществления

[0010] А. Фармацевтическая композиция

Фармацевтическая композиция по настоящему изобретению содержит блок-сополимер, включающий гидрофильный сегмент; гидрофобный сегмент; и соединение бороновой кислоты, связанное с боковой цепью гидрофобного сегмента через связующее звено, включающее гетероциклическую структуру. Блок-сополимер содержит в связующем звене определенную химическую структуру для защиты связи с соединением бороновой кислоты и таким образом способен устойчиво поддерживать соединение бороновой кислоты в физиологических условиях в форме, например, полимерной мицеллы.

[0011] В частности, циклический скелет гетероциклической структуры содержит атом бора, образованный соединением бороновой кислоты, атомами X, связанными с атомом бора, каждый из которых выбирают из атома кислорода и атома азота, и атомами углерода, связанными с атомами X. Атом(ы) углерода связан(ы) с органической группой, содержащей ароматическую группу или циклическую алкильную группу в качестве структуры для защиты связи эфира бороновой кислоты и/или борамидной связи, образующихся при связывании атома бора и атомов X.

[0012] Точнее, циклический скелет гетероциклической структуры содержит атом бора, образованный соединением бороновой кислоты, атомами X¹ и X², связанными с атомом бора, каждый из которых выбирают из атома кислорода и атома азота, атомом углерода, связанным с атомом X¹, и атомом углерода, связанным с атомом X². По меньшей мере, один из атома углерода, связанного с атомом X¹, и атома углерода, связанного с атомом X², связан с органической группой, содержащей ароматическую группу или циклическую алкильную группу в качестве структуры для защиты связи эфира бороновой кислоты и/или борамидной связи, образующихся при связывании атома бора и атомов X¹ и X².

[0013] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения гетероциклическая структура может быть представлена следующей химической структурой (I) или (II):

[Хим. 1]

[Хим. 2]

,

где В означает атом бора, образованный соединением бороновой кислоты;

по меньшей мере, один из R¹, R², R³ и R⁴ означает органическую группу;

каждый из X¹ и X² независимо означает атом кислорода или атом азота;

каждый из R⁵ и R⁶ независимо означает водород или замещенную или незамещенную алкильную группу с 1-6 атомами углерода при условии, что R⁵ и R⁶ отсутствуют, когда каждый из X¹ и X² означает атом кислорода;

L¹ означает -(CH₂)_p1- (где p1 означает целое число от 0 до 5); и

L² означает -(CH₂)_p2-M-(CH₂)_p3- (где M означает CH или N, и p2 и p3 независимо означают целое число от 0 до 2).

[0014] Как описано выше, по меньшей мере, один из R¹, R², R³ и R⁴ означает органическую группу, содержащую ароматическую группу или циклическую алкильную группу в качестве структуры для защиты связи эфира бороновой кислоты и/или борамидной связи (здесь далее иногда просто называемой "защитной структурой"). Ароматическую группу или циклическую алкильную группу в качестве защитной структуры желательно располагать в непосредственной близости от атомов углерода для образования циклического скелета гетероциклической структуры по меньшей мере в одном из R¹, R², R³ и R⁴. В частности, защитная структура связана с атомом(атомами) углерода для образования циклического скелета гетероциклической структуры предпочтительно посредством 1-4 атомов или непосредственно, более предпочтительно посредством 1 или 2 атомов или непосредственно, еще предпочтительней посредством 1 атома или непосредственно. Конкретнее, ароматическое кольцо (ароматический цикл, образованный ароматической группой) или циклоалкильное кольцо (циклоалкильное кольцо, образованное циклической алкильной группой) в защитной структуре связано с атомом(атомами) углерода для образования циклического скелета гетероциклической структуры предпочтительно посредством 1-4 атомов или непосредственно, более предпочтительно посредством 1 или 2 атомов или непосредственно, еще предпочтительней посредством 1 атома или непосредственно. Способность к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты может быть соответственно улучшена расположением объемной циклической структуры в непосредственной близости от связи эфира бороновой кислоты и/или борамидной связи.

[0015] Конкретные примеры ароматической группы включают фенильную группу, бензильную группу, нафтильную группу, антраценильную группу, бифенильную группу и трифенильную группу. Далее, конкретные примеры циклической алкильной группы включают циклоалкильную группу с 3-10 атомами углерода. Ряд (например, две или три) циклоалкильных групп может быть соединен вместе. Указанные ароматические группы и циклические алкильные группы могут быть замещены любым подходящим заместителем. Конкретные примеры заместителя включают алкильную группу (конкретнее, линейную или разветвленную алкильную группу с 1-4 атомами углерода), галоген, цианогруппу, формильную группу, карбоксильную группу, аминогруппу, алкоксикарбонильную группу, ациламидную группу, силоксигруппу, три(алкил)силоксигруппу и силиламиногруппу. Ароматическая группа предпочтительно представляет собой фенильную группу или бензильную группу. Циклическая алкильная группа предпочтительно представляет собой циклопентильную группу или циклогексильную группу.

[0016] Защитная структура предпочтительно содержится в двух или более из R¹, R², R³ и R⁴. В одном из вариантов осуществления оба или один из R¹ и R² и любой один из R³ и R⁴ означают ароматическую группу (например, фенильную группу или бензильную группу).

[0017] Группы, содержащие не защитную структуру, из числа R¹, R², R³ и R⁴, могут, каждая, независимо представлять собой линейную или разветвленную алкильную группу с 1-16, например, 1-12 или, например, 1-8, или, например, 1-4 атомами углерода. Кроме того, группы, содержащие не защитную структуру, из числа R¹, R², R³ и R⁴ могут означать атомы водорода для групп за исключением R¹ в химической структуре (I), но предпочтительно означают линейные алкильные группы, каждую с 1 или более атомами углерода, или разветвленные алкильные группы, каждую с 3 или более атомами углерода, с точки зрения усиления защиты связи эфира бороновой кислоты и/или борамидной связи. Следует отметить, что для R¹ в химической структуре (I) ароматическая группа, циклическая алкильная группа и линейная или разветвленная алкильная группа означают остатки, образованные указанными группами.

[0018] Каждый из атомов X¹ и X² независимо выбираются из атома кислорода или атома азота и связаны с атомом бора с образованием связи эфира бороновой кислоты или борамидной связи. Валентные электроны азота легче занимают свободную p-орбиталь атома бора, чем валентные электроны кислорода. Следовательно, борамидная связь должна быть более устойчива, чем связь эфира бороновой кислоты, и поэтому считается выгодной с точки зрения способности к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты.

[0019] Каждый из R⁵ и R⁶ независимо означает водород или замещенную или незамещенную алкильную группу с 1-6 атомами углерода, когда X¹ и/или X² означают атом азота. Примеры заместителя включают галоген, цианогруппу, формильную группу, карбоксильную группу, аминогруппу, алкоксикарбонильную группу, ациламидную группу, силоксигруппу, три(алкил)силоксигруппу и силиламиногруппу.

[0020] L¹ означает -(CH₂)_p1-, где p1 предпочтительно равен 0 или 1. Далее, L² означает -(CH₂)_p2-M-(CH₂)_p3-, где M означает CH или N, и каждый из p2 и p3 независимо равен 0 или 1.

[0021] В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения гетероциклическая структура означает по меньшей мере одну из структур, выбираемых из группы, включающей следующие химические структуры (III)-(V):

[Хим. 3]

[Хим. 4]

[Хим. 5]

,

где каждый из В, R¹-R⁶, X¹ и X² химических структур (III)-(V) такой, как определено для химической структуры (I) или (II).

[0022] Гидрофильный сегмент в блок-сополимере образован гидрофильной полимерной цепью. Любой подходящий гидрофильный полимер может быть принят в качестве гидрофильного полимера. Конкретные примеры гидрофильного полимера включают полиэтиленгликоль, полисахарид, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, полиакриламид, полиакриловую кислоту, полиметакриламид, полиметакриловую кислоту, полиметакрилат, полиакрилат, полиаминокислоту, полияблочную кислоту и соответствующие производные. Конкретные примеры полисахарида включают крахмал, декстран, фруктан и галактан. Из числа перечисленного предпочтителен полиэтиленгликоль. По той причине, что полиэтиленгликоли с реакционноспособными концевыми группами, содержащие различные функциональные группы на концах, коммерчески доступны, такие полиэтиленгликоли с различными молекулярными массами также коммерчески доступны и, следовательно, указанные соединения с соответствующими целям характеристиками легко доступны.

[0023] Гидрофобный сегмент в блок-сополимере образован гидрофобной полимерной цепью. Любой подходящий гидрофобный полимер может быть принят в качестве гидрофобного полимера. Конкретные примеры гидрофобного полимера включают полиаминокислотные цепи полиглутаминовой кислоты, полиаспарагиновой кислоты и соответствующего сложноэфирного или амидного производного. Такое сложноэфирное или амидное производное может быть получено при осуществлении взаимодействия соответствующего гидроксисоединения или аминосоединения, содержащего гидрофобную органическую группу, с реакционноспособным производным (например, эфиром) полиглутаминовой кислоты или полиаспарагиновой кислоты. Конкретные примеры гидрофобной органической группы включают алкилфенильную группу, в которой алкильная группа содержит 1-6 атомов углерода, холестерол и алкильную группу с 8-18 атомами углерода. Конкретные примеры производного включают поли(β-алкиласпартат-со-аспарагиновая кислота), поли(β-аллиласпартат-со-аспарагиновая кислота), поли(β-аралкиласпартат-со-аспарагиновая кислота), поли(γ-алкилглутамат-со-глутаминовая кислота), поли(γ-аралкилглутамат-со-глутаминовая кислота), поли(β-алкиласпартамид-со-аспарагиновая кислота), поли(γ-аралкилглутамид-со-глутаминовая кислота), поли((β-бензил-L-аспартат) и поли(γ-бензил-L-глутамат).

[0024] Степень введения защитной структуры в боковую цепь гидрофобного сегмента может быть, например, 50% или более, или, например, 60% или более, или, например, 70% или более, или, например, 90% или более, когда одна из групп R¹, R², R³ и R⁴ содержит защитную структуру. Когда две или более групп R¹, R², R³ и R⁴ содержат защитную структуру, степень введения может быть доведена до величины менее 50%, например менее 40% или, например, менее 30% в зависимости от роста стерического затруднения, создаваемого введением такой объемной структуры. Считается, что рост стерического затруднения около связи с соединением бороновой кислоты за счет введения защитной структуры препятствует доступу молекул воды к связи, приводящему к расщеплению связи, тем самым улучшая способность к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты в физиологических условиях. Следует отметить, что даже когда линейная структура введена вместо защитной структуры, способность к устойчивому поддержанию соединения бороновой кислоты не может быть существенно улучшена.

[0025] В одном из вариантов осуществления блок-сополимер представлен следующей формулой (1) или (2). Следует отметить, что "блок-сополимер", как использовано здесь, также охватывает фармацевтически приемлемую соль блок-сополимера.

[Хим. 6]

[Хим. 7]

.

В формулах (1) и (2) каждый из R⁷ независимо означает атом водорода, метильную группу или линейную, разветвленную или циклическую C₁-C₁₂-алкильную группу, которая может содержать заместитель. Примеры заместителя включают ацетилированную формильную группу, цианогруппу, формильную группу, карбоксильную группу, аминогруппу, C₁-C₆-алкоксикарбонильную группу, C₂-C₇-ациламидную группу, силоксигруппу с тремя C₁-C₆-алкильными группами, одинаковыми или отличными друг от друга, силоксигруппу, силиламиногруппу, малеимидную группу, тиоловую группу, гидроксильную группу и активную сложноэфирную группу. Такой заместитель может быть защищен любой подходящей защитной группой. R⁸ означает атом водорода, насыщенную или ненасыщенную C₁-C₃₀-алифатическую карбонильную группу или C₆-₃₀-арилкарбонильную группу. Каждый из R⁹ независимо означает гидроксильную группу, аминогруппу, ациламиногруппу, карбоксильную группу или эфир карбоновой кислоты (например, бензиловый эфир или C₁-C₆-алкильный сложный эфир) для соответствующих повторяющихся звеньев. R¹⁰ означает гидроксильную группу, насыщенную или ненасыщенную C₁-C₃₀-алифатическую оксигруппу или группу C₆-C₃₀-арил-низший алкил. Каждый из L³ и L⁴ независимо означает связующую группу, m означает целое число от 5 до 20000, n означает целое число от 2 до 5000, и x означает целое число от 0 до 5000 (при условии, что целое число x меньше, чем целое число n), y₁ означает целое число от 0 до 5, и y₂ означает целое число от 1 до 5. W означает гетероциклическую структуру, представленную химической структурой (I) или (II). Q означает остаток соединения бороновой кислоты. Знак * означает простую связь или двухвалентную связующую группу. Следует отметить, что подробности, касающиеся соединения бороновой кислоты и метода введения соединения бороновой кислоты в блок-сополимер, описаны ниже.

[0026] m означает предпочтительно целое число от 5 до 20000, более предпочтительно целое число от 10 до 5000, в особенности предпочтительно целое число от 40 до 500. n означает предпочтительно целое число от 2 до 5000, более предпочтительно целое число от 10 до 100, еще предпочтительней целое число от 20 до 80, в особенности предпочтительно целое число от 30 до 50, наиболее предпочтительно целое число около 40. Таким образом, термин "поли- (полимер)", как использован здесь, охватывает так называемый "олиго- (олигомер)." Далее, приведенные численные значения означают усредненные величины (предельные значения) молекулярно-массовых распределений.

[0027] x означает степень введения соединения бороновой кислоты в боковую цепь гидрофобного сегмента в блок-сополимере. Как описано выше, x означает предпочтительно целое число от 0 до 5000 (при условии, что целое число x меньше, чем целое число n). Когда x не равно 0, соответствующие повторяющиеся звенья могут располагаться в соответствии со статистической, чередующейся или блочной конфигурацией, либо иметь комбинированную конфигурацию. Соотношение n-x и n (т.е. степень введения соединения бороновой кислоты в боковую цепь гидрофобного сегмента) может быть, например, 50% или более, или, например, 60% или более, или, например, 70% или более, или, например, 90% или более, когда один из R¹, R², R³ и R⁴ содержит защитную структуру, и может быть менее 50%, например менее 40% или, например, менее 30%, когда два или более из R¹, R², R³ и R⁴ содержат защитную структуру.

[0028] Любая подходящая связующая группа может быть принята в качестве каждой из связующих групп L³ и L⁴ при условии, что данная группа может связываться с гидрофильным сегментом (например, полиэтиленгликолевой цепью) и гидрофобным сегментом (например, полиаминокислотной цепью). Конкретные примеры связующей группы L³ включают -(CH₂)_b-NH-. В формуле b означает целое число от 1 до 5. Конкретные примеры связующей группы L⁴ включают -(CH₂)_c-CO-. В формуле с означает целое число от 1 до 5.

[0029] Структуру W предпочтительно выбирают из гетероциклических структур, представленных химическими структурами (III)-(V). Структуры каждого из W могут быть независимо выбраны из соответствующих повторяющихся звеньев.

[0030] Например, когда W означает химическую структуру (I), знак * может означать простую связь. Далее, например, когда W означает химическую структуру (II), знак * может означать двухвалентную связующую группу. Примеры двухвалентной связующей группы включают двухвалентную связующую группу, содержащую 0-5 атомов углерода, которая может включать амидную связь, сложноэфирную связь, простую эфирную связь и тому подобное. Более конкретные примеры таких групп включают -(CH₂)_d-, -NHCO-, -CONH-, -COO-, -O-, -CO- и комбинацию указанных групп. В формуле d означает целое число от 1 до 5, предпочтительно 1 или 2.

[0031] Соединением бороновой кислоты может быть любое подходящее соединение, содержащее группу бороновой кислоты. Типичное соединение бороновой кислоты представлено следующей формулой (3):

[Хим. 8]

,

где R¹¹ означает атом водорода, линейную или разветвленную алкильную группу с 1-16 атомами углерода или ароматическую группу, предпочтительно атом водорода, бензильную группу, фенильную группу, более предпочтительно бензильную группу, и цикл A означает гетероцикл. Конкретные примеры гетероцикла включают пиридильную группу, пиримидильную группу, фуранильную группу, тиенильную группу, пирролильную группу, пиразолильную группу, имидазолильную группу, тетразолильную группу, бензофуранильную группу, бензотиофенильную группу, индолильную группу, индоленильную группу, хинолинильную группу, изохинолинильную группу, бензимидазолильную группу, пиперидинильную группу, пирролидинильную группу, 2-пирролидонильную группу, пирролинильную группу, тетрагидрофуранильную группу, тетрагидрохинолинильную группу, тетрагидроизохинолинильную группу, декагидрохинолинильную группу, октагидроизохинолинильную группу, азоцинильную группу, триазинильную группу, 6H-1,2,5-тиазинильную группу, 2H,6H-1,5,2-дитиазинильную группу, тиофен(ил)-группу, тиантренильную группу, фуранильную группу, пиранильную группу, изобензофуранильную группу, хроменильную группу, ксантенильную группу, феноксатиинильную группу, 2H-пирролильную группу, пиррольную группу, имидазолильную группу, пиразолильную группу, изотиазолильную группу, изоксазолильную группу, пиридинильную группу, пиразинильную группу, пиримидинильную группу, пиридазинильную группу, индолизинильную группу, изоиндолильную группу, 3H-индолильную группу, индолильную группу, 1H-индазолильную группу, пуринильную группу, 4H-хинолизинильную группу, изохинолинильную группу, хинолинильную группу, фталазинильную группу, нафтиридинильную группу, хиноксалинильную группу, хиназолинильную группу, циннолинильную группу, птеридинильную группу, 4aH-карбазолильную группу, карбазолильную группу, β-карболинильную группу, фенантридинильную группу, акридинильную группу, фенантролинильную группу, феназинильную группу, фенотиазинильную группу, фуразанильную группу, феноксазинильную группу, изохроманильную группу, хроманильную группу, пирролидинильную группу, имидазолидинильную группу, имидазолинильную группу, пиразолидинильную группу, пиразолинильную группу, пиперазинильную группу, индолинильную группу, изоиндолинильную группу, хинуклидинильную группу, морфолинильную группу и оксазолидинильную группу. Из числа перечисленных групп предпочтительной является пиразинильная группа.

[0032] Соединение бороновой кислоты в особенности предпочтительно представляет собой бортезомиб (формула (3), где R¹¹ означает бензильную группу, и цикл A означает пиразинильную группу). Причина сказанного приведена ниже. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, когда соединение бороновой кислоты связано с блок-сополимером посредством связующего звена, содержащего защитную структуру, способность к поддержанию соединения бороновой кислоты в физиологических условиях заметно улучшена. В результате, для бортезомиба, который, как известно, обладает сильными побочными эффектами среди соединений бороновой кислоты, действие по снижению побочного эффекта велико, и таким образом преимущество данного изобретения становится исключительным.

[0033] Метод введения соединения бороновой кислоты в боковую цепь гидрофобного сегмента блок-сополимера, содержащего гидрофильный сегмент и гидрофобный сегмент, посредством связующего звена, включающего гетероциклическую структуру, представленную химической структурой (III), описан ниже. Для простоты метод введения бортезомиба в блок-сополимер, содержащий полиэтиленгликоль в качестве гидрофильного сегмента и полиглутаминовую кислоту в качестве гидрофобного сегмента, описан на примере. Введение бортезомиба осуществляют по следующей реакционной схеме:

[Хим. 9]

.

Сначала соединение 1 получают любым подходящим методом. Следует отметить, что Z в соединении 1 означает любую подходящую защитную группу. Соединение 1 подвергают реакции дегидратации с фенетилбороновой кислотой для защиты гидроксильных групп соединения 1, тем самым получая соединение 2. Затем соединение 2 подвергают взаимодействию с блок-сополимером полиэтиленгликоля и полиглутаминовой кислоты. Конкретнее, воду отщепляют взаимодействием между карбоксильной группой боковой цепи блока полиглутаминовой кислоты и аминогруппой соединения 2. Затем снимают защиту путем обработки щелочью, получая сополимер 3. Наконец, сополимер 3 подвергают реакции дегидратации с бортезомибом, получая блок-сополимер 4, содержащий защитную структуру для связи сложного эфира бороновой кислоты (блок-сополимер, содержащийся в фармацевтической композиции по настоящему изобретению). Степень введения соединения бороновой кислоты (например, бортезомиба) в блок-сополимер равна, например, 50% или более, или, например, 60% или более, или, например, 70% или более, или например, 90% или более. Следует отметить, что в данном описании "/", показанное между повторяющимися звеньями структурной формулы сополимера, означает, что такие повторяющиеся звенья могут располагаться в соответствии со статистической, чередующейся или блочной конфигурацией, либо иметь комбинированную конфигурацию.

[0034] B. Композиция полимерной мицеллы

Согласно другому аспекту настоящего изобретения может быть предложена композиция полимерной мицеллы. Композиция полимерной мицеллы по настоящему изобретению включает блок-сополимер, описанный в приведенном выше разделе A, и целесообразна для применения в качестве противоопухолевой композиции. Блок-сополимер может подвергаться ассоциации в водном растворе, соответственно образуя частицы мицелл. Каждая частица мицелл имеет средний диаметр частиц, например, 5 нм - 5 мкм, предпочтительно 5-500 нм, более предпочтительно 10-300 нм.

Примеры

[0035] Здесь далее настоящее изобретение более подробно описано с помощью примеров. Однако настоящее изобретение не ограничивается приведенными примерами.

[0036] (Пример 1)

Согласно вышеупомянутой реакционной схеме бортезомиб вводят в блок-сополимер полиэтиленгликоля и полиглутаминовой кислоты посредством связующего звена, включающего гетероциклическую структуру, представленную химической структурой (III). Введение конкретно описано ниже.

[0037] <1. Синтез соединения 2>

Соединение 1 (430 мг, 1,25 ммоль) растворяют в ТГФ (10 мл) и подвергают взаимодействию с фенетилбороновой кислотой (376 мг, 0,25 ммоль) при комнатной температуре в присутствии молекулярных сит 4A и моногидрата п-толуолсульфокислоты (50 мг, 0,26 ммоль). Через 2 часа завершение взаимодействия подтверждается ТСХ, молекулярные сита отделяют фильтрованием и затем фильтрат концентрируют при пониженном давлении. Полученный остаток растворяют в этилацетате (50 мл), промывают насыщенным водным раствором бикарбоната натрия (50 мл × 3) и насыщенным раствором соли (50 мл × 3), сушат над безводным сульфатом магния и концентрируют.

Остаток очищают хроматографией на силикагеле {элюент: гексан/этилацетат = 5/2 (об/об)}, получая соединение 2 (515 мг, выход: 89,9%) в виде бесцветного маслянистого продукта.

¹H ЯМР (CDCl₃) $$\delta$$ : 0,70 (3Н, с), 1,28 (2Н, т, J=8,0 Гц),1,46 (3Н, с), 1,48 (3H, с), 2,84 (2H, т, J=8,0 Гц), 4,37 (2Н, д, J=5,9 Гц), 5,06 (1H, уш.с), 5,14 (2H, с), 7,13-7,35 (14H, м).

[0038] <2. Синтез блок-сополимера 3>

Соединение 2 (515 мг, 1,13 ммоль) растворяют в этаноле (20 мл) и продувают раствор газообразным водородом в присутствии 10% палладия на угле (50 мг). После завершения взаимодействия палладий на угле отделяют фильтрованием и фильтрат концентрируют при пониженном давлении. Остаток подвергают взаимодействию с отдельно синтезированным блок-сополимером полиэтиленгликоля и полиглутаминовой кислоты (355 мг, 0,023 ммоль, средняя молекулярная масса полиэтиленгликоля: 10 кДа, средняя степень полимеризации полиглутаминовой кислоты: 40, средняя молекулярная масса блок-сополимера: 15200), используя N,N-диизопропилкарбодиимид (146 мкл, 0,94 ммоль) и 4-диметиламинопиридин (114 мг, 0,93 ммоль) в сухом ДМФА (5 мл) в атмосфере аргона, в течение 3 дней. После взаимодействия реакционную жидкость кристаллизуют с помощью смешанного растворителя (100 мл) из гексана и этилацетата {гексан/этилацетат = 1/1 (об/об)} и осадившийся полимер фильтруют с отсасыванием. Порошкообразный полимер, собранный фильтрованием, диспергируют в том же растворителе, что указан выше, промывают и фильтруют с отсасыванием. Ту же операцию выполняют еще раз и полученный порошкообразный полимер сушат при пониженном давлении, при комнатной температуре в течение ночи.

Полученный полимер обрабатывают 0,5 Н водным раствором гидроксида натрия (3 мл) и щелочь удаляют диализом (граница отсечки по молекулярной массе задерживаемых компонентов: 1000). После чего добавляют 0,5 Н водный раствор соляной кислоты (3 мл) и продолжают диализ. После удаления кислоты водный раствор полимера собирают и лиофилизируют, получая блок-сополимер 3 (520 мг), к которому присоединен линкер. Число вводимых молекул линкера составляет 29 молекул на молекулу блок-сополимера согласно анализу спектра ¹H-ЯМР.

[0039] <3. Синтез блок-сополимерной композиции 4>

Полученный блок-сополимер 3 (100 мг, 4,83×10^-3 ммоль) растворяют в сухом ДМФА (2 мл) в атмосфере аргона и подвергают взаимодействию с бортезомибом (58,9 мг, 0,153 ммоль) в присутствии молекулярных сит 4A и моногидрата п-толуолсульфокислоты (5,5 мг, 0,029 ммоль) при комнатной температуре в течение всего дня и ночи. После взаимодействия реакционную жидкость кристаллизуют с помощью смешанного растворителя (50 мл) из гексана и этилацетата {гексан/этилацетат = 1/1 (об/об)} и осадившийся полимер фильтруют с отсасыванием. Порошкообразный полимер, собранный фильтрованием, диспергируют в том же растворителе (50 мл), что указан выше, промывают и фильтруют с отсасыванием. Ту же операцию выполняют еще раз и полученный порошкообразный полимер сушат при пониженном давлении, при комнатной температуре в течение ночи, получая блок-сополимерную композицию 4 (95 мг), в которой бортезомиб связан посредством защитной структуры для связи эфира бороновой кислоты, в качестве фармацевтической композиции по настоящему изобретению. Число включенных молекул бортезомиба составляет 29 молекул на молекулу блок-сополимера согласно анализу спектра ¹H-ЯМР.

[0040] (Пример сравнения 1)

Боковую цепь аспарагиновой кислоты блок-сополимера полиэтиленгликоля и β-бензилового эфира полиаспарагиновой кислоты (1,72 г, 0,095 ммоль, средняя молекулярная масса полиэтиленгликоля: 10 кДа, средняя степень полимеризации полиаспарагиновой кислоты: 40, средняя молекулярная масса блок-сополимера: 18200) связывают с бортезомибом посредством заданного связующего звена, получая блок-сополимерную композицию 5 (90 мг), показанную ниже. Число включенных молекул бортезомиба составляет 15 молекул на молекулу блок-сополимера согласно анализу спектра ¹H-ЯМР.

[Хим. 10]

[0041] (Пример 2)

Боковую цепь глутаминовой кислоты блок-сополимера полиэтиленгликоля и полиглутаминовой кислоты (680 мг, 0,045 ммоль, средняя молекулярная масса полиэтиленгликоля: 10 кДа, средняя степень полимеризации полиглутаминовой кислоты: 40, средняя молекулярная масса блок-сополимера: 15200) связывают с бортезомибом посредством заданного связующего звена, получая блок-сополимерную композицию 6 (320 мг), показанную ниже, в качестве фармацевтической композиции по настоящему изобретению. Число включенных молекул бортезомиба составляет 9,5 молекул на молекулу блок-сополимера согласно анализу спектра ¹H-ЯМР.

[Хим. 11]

[0042] <Испытание на высвобождение лекарственного средства>

1. Получение раствора образца

Ультрачистую воду добавляют к блок-сополимерной композиции со связанным бортезомибом, полученной в каждом из примеров и примере сравнения, так, чтобы достигнуть концентрации блок-сополимерной композиции 1,0 мг/мл. Смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 10 минут и затем обрабатывают ультразвуком при охлаждении ледяной водой в течение 10 минут, получая раствор образца.

[0043] 2. Измерение содержания бортезомиба

500 мкл 2,0 н NaOH добавляют к 500 мкл раствора образца (в результате концентрация блок-сополимерной композиции: 0,5 мг/мл, концентрация щелочи: 1,0 Н) и смесь инкубируют при легком экранировании при 37°C и затем 200 мкл указанной смеси фракционируют. Добавляют 200 мкл 1,0 Н HCl для нейтрализации и разбавления фракции (в результате концентрация блок-сополимерной композиции: 0,25 мг/мл) и содержание бортезомиба измеряют при следующих условиях ВЭЖХ.

Условия ВЭЖХ:

Система: HITACHI Inter-face D-7000 (L-7100, L-7200, L-7300, L-7405)

Колонка: Waters XTerra™ MSC18 (4,6×100 мм, 3,5 мкм)

Подвижная фаза: A (вода:ацетонитрил:муравьиная кислота = 7:3:0,1), В (вода:ацетонитрил:муравьиная кислота = 2:8:0,1)

Градиент: 0 (100), 15 (100), 20 (0), 32 (0), 34 (100), 40 (100) мин (A%)

Температура колонки: 35°C

Скорость потока: 1 мл/мин

Объем вводимой пробы: 10 мкл

Время измерения: 40 мин

Детектирование: УФ 270 нм

Время поддерживания бортезомиба: 4,6 мин

[0044] 3. Испытание на высвобождение

К 1,0 мл раствора образца добавляют 1,0 мл 200 мМ натрий-фосфатного буфера (pH 7,4) и смесь перемешивают. После чего по 350 мкл смеси фракционируют для каждого измерения и инкубируют при легком экранировании, при 37°C, для каждого времени измерения (0, 1, 3, 6 или 24 часа). После чего 200 мкл смеси фракционируют, добавляют 200 мкл ультрачистой воды и высвобождаемое количество бортезомиба измеряют в вышеуказанных условиях ВЭЖХ. Степень высвобождения лекарственного средства вычисляют по следующему уравнению для расчета.

Степень высвобождения лекарственного средства (%) = {(Количество высвобождаемого бортезомиба)/(Общее количество бортезомиба)}×100

[0045] Фиг.1 показывает соотношение между прошедшим промежутком времени после получения раствора образца и степенью высвобождения лекарственного средства. Как видно из фиг.1, 90% или более связанного бортезомиба в блок-сополимерной композиции 5 по примеру сравнения 1 высвобождается через 1 час после получения образца. С другой стороны, блок-сополимерная композиция 4 по примеру 1 и блок-сополимерная композиция 6 по примеру 2 (указанные блок-сополимерные композиции являются, по существу, композициями полимерных мицелл), в каждой из которых бортезомиб связан посредством связующего звена с защитной структурой, показывают степени высвобождения лекарственного средства по истечении 6 часов после получения образца менее 30% и менее 10%, соответственно, и показывают степени высвобождения лекарственного средства по истечении 24 часов после получения образца 50% и 24% (не приведено), соответственно, данные указывают на то, что обе композиции заметно замедляют высвобождение бортезомиба. Данные показывают, что согласно одному из вариантов осуществления изобретения соединение бороновой кислоты, такое как бортезомиб, может устойчиво поддерживаться в воде (например, в физиологических условиях).

[0046] <Оценка способности к поддержанию лекарственного средства (in vivo)>

1. Получение стандартного раствора бортезомиба

Бортезомиб растворяют в ДМСО так, чтобы достичь концентрации 10 мг/мл. 100 мкл полученного раствора добавляют к смешанному раствору из 1 мл ДМСО, 2 мл 50% раствора сахарозы и 6,9 мл воды для инъекции. Таким образом, получают раствор (10% ДМСО и 10% раствор сахарозы), содержащий бортезомиб при 100 мкг/мл. Раствор разбавляют 0,1% муравьиной кислотой, получая растворы с концентрациями бортезомиба 2,5, 9,8, 39,1, 78,1, 156,3, 625 и 1250 нг/мл. 40 мкл плазмы интактных крыс отбирают в микропробирку и затем пополняют 10 мкл каждого из разбавленных растворов или 0,1% муравьиной кислотой, и смесь слегка перемешивают (стандартный раствор: 50 мкл в общей сложности, концентрация плазмы: 80%, 0, 0,5, 1,95, 7,81, 15,63, 31,25, 125 и 250 нг/мл в пересчете на бортезомиб). К полученному раствору добавляют 150 мкл ацетонитрила и смесь перемешивают при комнатной температуре около 10 секунд для осаждения белка плазмы. Полученную смесь центрифугируют приблизительно при 4°C и 10000 об/мин около 10 минут и 100 мкл супернатанта переносят в пластиковую пробирку для ВЭЖХ в качестве стандартного раствора.

[0047] 2. Получение образца для измерений

Лекарственное средство вводят в хвостовую вену Crlj:WI крыс (самцы, возраст 6 недель, CHARLES RIVER LABORATORIES JAPAN, INC.). Крыс разделяют на две группы, состоящие из контрольной группы (введение 100 мкг/мл водного раствора бортезомиба, n=3) и группы, которой вводят блок-сополимерную композицию 6 (композиция полимерных мицелл) по примеру 2 (n=3). Дозировка составляет 100 мкг/кг в пересчете на бортезомиб для каждой из групп. Введение блок-сополимерной композиции 6 по примеру 2 осуществляют с помощью раствора (10% ДМСО и 10% раствор сахарозы, концентрация бортезомиба: 100 мкг/мл) сополимерной композиции. Кровь отбирают через 5 минут, 1 час, 3 часа и 6 часов после введения для получения образцов плазмы. Полученные образцы плазмы криосохраняют при -80°C в течение периода до момента измерения концентрации бортезомиба.

[0048] 10 мкл 0,1% муравьиной кислоты добавляют в микропробирку, добавляют 40 мкл каждого из образцов плазмы и затем смесь слегка перемешивают (раствор образца: 50 мкл в общей сложности, концентрация плазмы: 80%). К полученному раствору добавляют 150 мкл ацетонитрила и смесь перемешивают при комнатной температуре около 10 секунд для осаждения белка плазмы. Полученную смесь центрифугируют приблизительно при 4°C и 10000 об/мин и 100 мкл супернатанта переносят в пластиковую пробирку для ВЭЖХ в качестве образца для измерения. Следует отметить, что оцениваемый образец плазмы предварительно разбавляют плазмой интактных крыс, чтобы имел высокую концентрацию свободного бортезомиба, получая образец для измерения по приведенной выше методике.

[0049] 3. Измерение концентрации бортезомиба

10 мкл образца для измерения вводят в систему ЖХ/МС/МС и концентрацию свободного бортезомиба в плазме измеряют в условиях, указанных в таблице 1. Результаты представлены на фиг.2.

[0050]

[Таблица 1]
ЖХ	Аппаратура для ЖХ	Продукция, поставляемая DIONEX под названием изделия "UltiMate3000 LC System"
	Колонка	Waters: Atlantis T3 Column, 2,1×100 мм, 3 мкм
	Подвижная фаза	A: 0,1% муравьиная кислота B: ацетонитрил, содержащий 0,1% муравьиную кислоту
	Градиент	Время [мин]	A [%]	В [%]
		0	70	30
		5	5	95
		10	5	95
		10,5	70	30
	15	70	30
	Скорость потока [1 мкл/мин]	300
	Температура колонки [°C]	45
	Температура образца [°C]	10
Вводимое количество [мкл]	10

МС	Аппаратура для МС/МС	Продукция, поставляемая AB SCIEX под названием изделия "API2000 LC/MS/MS System"
	Источник ионов	TurbolonSpray™ Ion Source (ESI)
	Режим	MRM
	Температура [°C]	500
	Полярность	Положительная
	Напряжение ионного распыления [В]	2000
	Продолжительность контроля [мин]	15
MRM-переход (BTZ)	Q1(Da): 367,250, Q3(Da): 226,200

[0051] Как показано на фиг.2, группа, которой вводят блок-сополимерную композицию по примеру 2, сохраняет концентрацию свободного бортезомиба в плазме приблизительно в 16 раз выше, чем концентрация в контрольной группе через 1 час после введения, и сохраняет концентрации свободного бортезомиба в плазме приблизительно в 11 раз и в 7 раз выше, чем концентрации в контрольной группе даже через 3 часа и 6 часов после введения соответственно. Результаты показывают, что блок-сополимерная композиция по примеру 2 может устойчиво поддерживать бортезомиб в крови и может быть использована в качестве фармацевтической композиции, исключительной по способности замедленного высвобождения.

[0052] <Испытание на эффективность лекарственного средства>

Клетки PC-3 рака предстательной железы человека инокулируют под кожу на спине самцам безтимусных мышей (Balb nu/nu, возраст 5 недель, CHARLES RIVER LABORATORIES JAPAN, INC.) при 3×10⁶ клетки на мышь. В то время, когда объем опухоли достигает 90,7±4,5 мм³ (среднее значение ± среднеквадратическая ошибка (SE)) (на 10 день после инокуляции), в хвостовую вену вводят лекарственное средство. Мышей разделяют на следующие три группы (n=6, при условии, что n=10 для контрольной группы): (1) группу, которой вводят контрольный раствор (10% сахароза/1% ДМСО); (2) группу, которой вводят водный раствор бортезомиба (1 мг/кг) (пример сравнения 2); и (3) группу, которой вводят блок-сополимерную композицию (композиция полимерных мицелл) по примеру 1 (0,3 мг/кг). Следует отметить, что дозировка - это количество в пересчете на лекарственное средство для каждой из групп. Фиг.3А показывает относительные величины объемов опухолей через 7 дней от дня введения и объемов опухолей на день введения, и фиг.3B показывает относительные величины масс тела через 7 дней после введения и масс тела на день введения. Как видно из фиг.3А, на основании блок-сополимерной композиции (композиция полимерных мицелл) по примеру 1 рост объема опухоли заметно замедляется по сравнению с примером сравнения 2 и контрольной группой. Фиг.3B показывает, что нет существенного различия в массе тела мышей. Следует отметить, что при назначении дозировки водного раствора бортезомиба свыше 1 мг/кг токсичность, обусловленная активным фармацевтическим ингредиентом, становится заметной и количественная потеря массы тела достигает высокого уровня (например, потеря 20% или более).

[0053] Как описано выше, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения соединение бороновой кислоты, такое как бортезомиб, может устойчиво поддерживаться в воде (например, в физиологических условиях) в течение длительного периода времени. Следовательно, обеспечивается исключительный противоопухолевый эффект соединения бороновой кислоты при пониженных побочных эффектах.

1. Противоопухолевый блок-сополимер, включающий гидрофильный сегмент, включающий полиэтиленгликоль; гидрофобный сегмент, включающий полиаминокислотную цепь; и остаток соединения бороновой кислоты, связанный с боковой цепью гидрофобного сегмента через связующее звено, включающее гетероциклическую структуру, представленную следующей химической структурой

в которой
В означает атом бора, образованный соединением бороновой кислоты;
R¹, R², R³ и R⁴ каждый независимо означает атом водорода, линейную или разветвленную алкильную группу с 1-16 атомами углерода, или органическую группу, содержащую ароматическую группу в качестве структуры для защиты связи сложного эфира бороновой кислоты, образующейся при связывании атома бора и атома кислорода, показанных в химической структуре, при условии, что (i) по меньшей мере один из R¹, R², R³ и R⁴ представляет органическую группу, содержащую ароматическую группу, и (ii) R¹ не является атомом водорода; и
ароматическое кольцо, полученное из ароматической группы, связано с атомом углерода, образующим циклический скелет гетероциклической структуры непосредственно или посредством 1 или 2 атомов.

2. Противоопухолевый блок-сополимер по п.1, в котором два или более из R¹, R², R³ и R⁴ представляют собой органическую группу, содержащую ароматическую группу.

3. Противоопухолевый блок-сополимер по п.1, в котором любой из R¹ и R² и любой из R³ и R⁴ представляет органическую группу, содержащую ароматическую группу.

4. Противоопухолевый блок-сополимер по любому из пп. 1-3, где соединение бороновой кислоты включает бортезомиб.