JP5368984B2 - 原生動物寄生虫に関連する疾患の治療のためのrho/rock/pi3/aktキナーゼ阻害剤 - Google Patents
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Description
本発明の目的は寄生虫感染に関連する病理のための処置を提供することである。
本発明は、ファスヂルはPlasmodium falciparum誘発細胞死、内皮破壊、及び内皮活性化を予防する傾向があるという、本発明者による予想外の発見から生ずる。
上記に定義される方法の態様は抗寄生虫活性を有する少なくとも1の化合物を投与することをさらに含む。
上記に定義される使用の態様において、上記医薬は抗寄生虫活性を有する少なくとも1の化合物をさらに含む。
本発明はまた医薬として許容される担体と共に、活性物質として:
−少なくとも1のRho/ROCK/PI3K/Akt経路モヂュレーター、及び
−抗寄生虫活性を有する少なくとも1の化合物
を含む医薬組成物にも関する。
−少なくとも1のRho/ROCK/PI3K/Akt経路モヂュレーター、及び
−抗寄生虫活性を有する少なくとも1の化合物
を含む製品にも関する。
Rho/ROCK/PI3K/Akt経路モヂュレーター
本明細書中で意図されるように、上記Rho/ROCK/PI3K/Akt経路はRho GTP−結合タンパク質、好ましくはRhoA;Rhoキナーゼ(ROCK)、好ましくはRhoAキナーゼ;フォスファチヂルイノシトール3キナーゼ(PI3K);Aktキナーゼ;内皮一酸化窒素合成酵素(eNOS)の如きAktキナーゼの細胞標的;及び膜伝達接着分子の如きRhoタンパク質と相互作用することによりRhoタンパク質を活性化する傾向がある細胞膜成分を含む。この経路はWolfrum et al.(2004) Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 24:1842−1847において特に定義される。本発明者は、この経路が寄生虫細胞接着の結果として細胞、詳細には内皮細胞において活性化されうることを示した。より正確には、感染した生物の感染していない標的細胞の表面での寄生された細胞の又は寄生虫の接着は、これらの標的細胞において、膜伝達接着分子をとおしてRhoの活性化を誘発する;活性化されたRhoはその後いくつかの他の標的のうち、PI3K及びAktキナーゼを阻害するRho−キナーゼを活性化する。感染した赤血球により接着された内皮細胞において、例えば、Aktキナーゼ阻害は今度はeNOS阻害の原因であることができ、それは特にアポトーシスに対する負の制御のeNOSの発揮を緩和し、それにより内皮の接着された細胞のアポトーシス及び内皮破壊を誘発する。
ファスヂルの塩酸塩は好ましい。
本明細書中で意図されるとき、「原生動物寄生虫による感染に関連する病理」は直接的に又は間接的に原生動物寄生虫による感染の結果である障害、疾患又は症候群に関する。本発明にしたがう病理は好ましくは、それ自体寄生虫細胞接着から特に生じうる、寄生虫誘発アポトーシス、細胞活性化、詳細には内皮活性化、及び/又は内皮破壊から部分的に又は全体的に生じる。
より好ましくは、上記病理は重篤なマラリア、大脳マラリア、多器官不全症候群、及び進行した段階のアフリカトリパノソーマ症から成る群から選択される。
本明細書中で意図されるとき、「抗寄生虫活性を有する化合物」は原生動物寄生虫による感染又はそれらの病理学的結果の治療の過程において使用されるどんな化合物にも関する。抗寄生虫活性を有する化合物は好ましくは感染した生物において寄生虫ロードを減少させるために使用される化合物に関する。
好ましくは、抗マラリア活性を有する上記化合物はキニン(Quinine)、キニヂン(Quinidine)、キニン−ドキシサイクリン(Quinine−doxycycline)、アルテメテール(Artemether)、アルテモチル(Artemotil)、アルテスネート(Artesunate)、アルテエーテル(Arteether)、メフロキン(Mefloquine)、アモヂアキン(Amodiaquine)、ヂヒドロアルテミシニン(Dihydroartemisinine)、ピペラキン(Piperaquine)、ハロファントリン(Halofantrine)、アトヴァクオン(Atovaquone)、クロロキン(Chloroquine)、ダプソン(Dapsone)、ドキシサイクリン(Doxycycline)、サイクリン(Cycline)、ルメファントリン(Lumefanthrine)、プログアニル(Proguanil)、ピリメタミン(Pyrimethamine)、ピロナリヂン(Pyronaridine)、スルファドキシン(Sulfadoxine)、ヂアミヂン(Diamidine)、フェロキン(Ferroquine)、フルオロキノロン(Fluoroquinolone)、フォスミドマイシン(Fosmidomycine)、タフェノキン(Tafenoquine)、及びトリオキサキン(Trioxaquine)から成る群において選択される。
本発明にしたがうRho/ROCK/PI3K/Akt経路モヂュレーター、抗寄生虫活性を有する化合物、医薬、医薬組成物又は製品は経口、皮内、静脈内、筋内又は直腸内経路により投与されうる。
例のために、ファスヂルは50mg〜500mg、詳細には80mgの単位用量で、50mg/日〜500mg/日の投与量で、詳細には240mg/日で投与されうる。
材料及び方法:
ヒト肺内皮細胞(HLEC)の培養
初代内皮細胞(HLEC)を以前に示されるように12酵素消化後にヒト肺から単離し、及び連続勾配及び免疫磁気精製技術を用いて選択した。1のバッチに由来する9代目から12代目の内皮細胞を実験に使用した。使用前に、細胞を以前に示されるようにICAM−1、CD36、Von Willebrand factor、VCAM−1、CD31、E/P−セレクチン及びCSAのそれらの発現について確認した。HLECを10μg/mlの内皮細胞成長サプリメント(ECGS)(Upstate、Lake Placid、NY)及び10%のウシ胎児血清(Biowest、South America origin)で補充したM199培地(Gibco)中で、37℃で5%CO2で、8のチャンバーlab−tek(Nalge Nunc International, Napervil, I11)、6ウェルプレート(Becton Dickinson)又はTranswell insert supports(Corning Incorporated)を用いて育てた。
P. falciparum 3D714及びF129クローンを私たちの実験のために使用した。P. falciparum感染赤血球(pRBCs)を8.3g.l-1のHepes、2.1g.l-1のNaHCO、0.1mg.ml-1のジェンタマイシン及び2g.l-1のデキストロース及び0.4%のAlbumax II(Gibco、Invitrogen Corporation)で補充されたRPMI(Gibco)中の赤血球(RBC)の懸濁物中でTrager及びJensenの技術にしたがって培養中で維持した13。上記3D7クローンは以前に示されるように14接着表現型について特徴づけられ、及びICAM−1及びCD36についてそれぞれ30%及び45%でHLECに接着する。その派生型F12クローンはその乏しい接着特性のために使用された9(最大で1pRBC/20 HLEC、>1 pRBC/HLECが通常観察される3D7クローンと比較して)。それぞれの実験について、寄生虫培養物をPlasmagelフローティングにより成熟形でリッチにした15。簡単に記述すると、赤血球を5〜10%の寄生培養物で収穫し、及び2000rpmで5分間遠心分離した。細胞をPlasmion(商標)(fresenius kabi、France)中に再懸濁し、及び37℃で25分間インキュベートした。成熟トロフォゾイト(栄養体)及びシゾント(栄養体から生じた娘個体)を含む上側画分をその後集め、及びRPMI中で3回洗浄した。寄生された赤血球懸濁物をその後1%のヘマトクリット及び50%の寄生虫血に合わせた。
凍結乾燥Rhoキナーゼ阻害剤ファスヂル(HA−1077)をBiaffin(Kassel、Germany)から購入し、及びPBS中で再構成した。ファスヂルを1μM(HF1)、30μM(HF2)又は100μM(HF3)で使用した。フォスファチヂルイノシトール3キナーゼ阻害剤LY294002をCalbiochemから購入し、及び15μMでの使用前に15mMストック溶液でエタノール中に可溶化した(LY)。キャスパーゼの広範囲阻害剤Z−VAD−fmkをSigmaから購入した。全ての試薬を−20℃で貯蔵した。
事前に暴露されたpRBCs内皮細胞に対する処理の効果を計測するために、私たちは内皮単層をとおしたEvans Blue拡散に基づいた方法を開発した。簡単に記述すると、HLECをTranswell Permeable supports(ポリエステル膜、3μmポアサイズ、6.5mm直径、Corning Incorporated Life Sciences)上でM199培地中でコンフルエントになるまで育てた。3D7 P. falciparumクローンの成熟形をその後培養物から収穫し、及び1%のヘマトクリット及び50%の寄生虫血に合わせ、その後37℃、5%CO2で4時間共−インキュベートした。pRBC暴露後、内皮細胞単層をファスヂル(1μM又は30μM)で20時間処理した。非感染赤血球との同様のインキュベーション又は内皮細胞単独をコントロールとしてとった。Transwell区画をその後RPMIに基づく接着培地で3回洗浄した。Transwell insertsをPBSで満たした新しいプレートに移した;0.5mg/mLのEvans Blue(ICN Biomedicals Inc.)の溶液をその後上側区画に添加し、及び37℃、5%CO2で5分間インキュベートした。下側区画を標準のマイクロタイタープレートリーダー(Bio−Tek(商標)EL311SX、Instruments Inc)を用いた拡散されたEvans Blueの630nmでの光学濃度分析のために最後に回収した。
内皮アポトーシスをBiocolor Ltd.(Belfast、Northern Ireland)から購入したAPOPercentage(商標)色素を用いて定量的に評価した。上記分析はアポトーシス細胞には選択的に組み込まれるが壊死細胞には組み込まれない赤紫色色素を使用する。上記色素の一方だけの取り込みはアポトーシスを経験する細胞の外側の膜のフォスファチヂルセリンをとおして起こる。内皮細胞をコンフルエントになるまで6ウェルプレート中で培養し、その後P. falciparum感染赤血球に24時間暴露した。HLECを共−インキュベーション時間が達成される前にApopercentage色素(1/20)と共に1時間インキュベートし、及び注意深くPBSで3回洗浄した。アポトーシスをその後Analytical Digital Photomicroscopy(ADP)により定量した:それぞれの実験について、細胞培養物のそれぞれのウェルの4の代表的な範囲をデジタルカメラとカップリングした逆相コントラスト顕微鏡を用いて写真に撮った。イメージをその後コンピューターに移し、及びアポトーシスの値をAdobe(商標)Photoshop(商標)によりカウントされる赤色ピクセル数として表した。
RhoA及びその下流のエフェクターRhoキナーゼの活性をCytoskeleton(Denver,CO)から購入したG−LISA(商標)RhoA Activation Assay Biochem Kitを用いて評価した。上記分析の原理はRho−GTP結合タンパク質コーティングされた96ウェルプレート及び免疫試薬での最終的な検出で培養細胞から抽出された活性GTP結合RhoAの量を決定することである。簡単に記述すると、HLECを製造業者により推奨されるように50〜70%コンフルエントになるまで6ウェルプレート中で培養し、及び1%のヘマトクリット及び50%の寄生虫血でP. falciparum感染赤血球又は非感染赤血球に暴露した。使用されるとき、ファスヂルを30μMで寄生虫と付随して添加した。24時間のインキュベーション後、細胞を洗浄し、及びプロテアーゼ阻害剤を含むリン酸緩衝塩水中に氷冷溶解した。細胞溶解物をその後タンパク質濃度の計測前に4℃、10,000rpmで2分間の遠心分離により不純物除去した。細胞抽出物を溶解緩衝液で等しくして同一のタンパク質濃度を与え、Rho−GTPアフィニティプレート中で4℃で30分間インキュベートした。G−LISA(商標)キット中に提供される抗体検出試薬(第一抗RhoA抗体、第二抗体、HRP検出試薬)を添加し、及びシグナルをルミノメトリー分析(490nm)で発展した。接触なし分析において、HLECをTranswell(0.4μMポアのポリエステル膜)(Corning Incorporated Life Sciences)の下側区画中でコンフルエントになるまでサブ培養した。pRBC及びコントロールRBCをその後上側区画に添加し、及び37℃で24時間インキュベートし、その後上記に示されるようにG−LISA(商標)試験を行った。
それぞれの実験を独立に3回行い、及びそれぞれの共−培養条件から回収したデータを平均±SDとして表す。結果を一方向ANOVA、続いてTukey多比較試験を用いて統計的有意差について分析した。p<0.05の値は有意と考えられた。
ファスヂルはヒト内皮細胞においてP. falciparum接触により誘発されるRhoA/Rho−キナーゼ経路活性化を妨げうる
本発明者はP. falciparumが内皮細胞においてRhoA/Rho−キナーゼ経路を誘発することができることをはじめて確立した。
簡単に記述すると、P. falciparum感染赤血球(pRBC)又は非感染赤血球(RBC)と共に24時間共−インキュベートされたHLECにおけるRhoA活性を材料及び方法の節において示されるようにG−LISA(商標)RhoA活性化キット(Cytoskeleton, Denver CO)を用いて計測した。
図1中に見られるように、感染した赤血球と共に24時間共−インキュベートされたHLECは非感染赤血球に暴露されたHLEC(p<0.01)又は非暴露HLEC(p<0.01)に比較して細胞活性化RhoA濃度における顕著な増大を示した。
さらに、本発明者は、HLEC及び感染した赤血球(pRBC)の間の物理的接触がRhoA活性に必要とされることを示した。
これはpRBCsを調製するためにP. falciparum 3D7クローンの代わりに細胞接着性のないP. falciparum F12クローンを用いてさらに確認された。F12はRhoA/Rho−キナーゼ経路を誘発することができなかった。
本発明者はその後、24時間のpRBC接触共−インキュベーションにおける30μMの既知のRhoA/Rho−キナーゼ阻害剤、ファスヂルはpRBCのみ(p<0.05)に比較して活性化RhoA濃度における顕著な減少を誘発する傾向があることを示した(図2)。
Rho−キナーゼ阻害剤ファスヂルはP. falciparum誘発内皮細胞アポトーシスを減少させる
本発明者はそれから、ファスヂルはP. falciparum誘発アポトーシスから内皮細胞を保護する傾向があることを示した。
簡単に記述すると、Analytical Digital Photomicroscopy(ADP)を用いてアポトーシスHLECによる赤紫色素の放出を定量的に評価することにより、APOPercentage(商標)を誘発されたアポトーシス及びpRBC/HLEC共−インキュベーション中の細胞生存に対するファスヂルの効果を定量するための手段として使用した。HLECは暴露されなかった(図3、パネルA)、RBCと共に共−インキュベートされた(図3、パネルB)又はpRBCのみと共に(図3、パネルC)、1μMのファスヂルと共に(図3、パネルD)又は30μMのファスヂルと共に(図4)共−インキュベートされた。
Rho−キナーゼ阻害剤でのP. falciparum誘発内皮浸透性の復帰
本発明者は、P. falciparumは、おそらく細胞アポトーシスのために、境界完全の喪失を導く内皮浸透性に対する強烈な効果を有しうることを示した。
簡単に記述すると、内皮境界機能に対するP. falciparum細胞接着効果をコンフルエントになるまでTranswell insertsにおいてHLECを培養し、その後上記のようにpRBCの成熟形にそれらを4時間暴露することにより評価した。下側区画において回収されたEvans Blueの量はコントロールRBC/HLEC(p<0.01)又は非暴露内皮細胞条件(p<0.01)におけるよりpRBC/HLEC共−インキュベーション条件において顕著に高かった。それらのコントロールにおいて回収されたEvans Blueは同等の値のままであり、及びRBC共−インキュベーションの場合において観察されたわずかな増大は顕著でない。さらに、pRBC/HLEC共−インキュベーション条件における下側区画中のEvans Blueの量は広範囲キャスパーゼ阻害剤z−vadの存在下で顕著に減少された(図5)。したがって、Evans Blueの通過は比較的妨げられ、アポトーシス阻害をとおした単層浸透性の改善を反映した。
簡単に記述すると、HLECをコンフルエントになるまでTranswell insertsにおいて培養した。得られた細胞単層をその後pRBC接着に4時間暴露し、続いて1μM又は30μMのファスヂルで(図6)及び/又は15μMのPI3K阻害剤LY294002で(図7)20時間処理した。内皮境界完全を上記に示されるように評価した。
P. falciparum誘発NF−カッパーB内皮活性化に対するファスヂルの効果
内皮活性化はP. falciparumマラリア急性相の重篤さにおいて重要な役割を果たすと考えられている18。P. falciparum細胞接着はNF−カッパーB転写因子を暗示するシグナルカスケードを介して前炎症性内皮応答を誘発することが知られる19,20。それらの刺激に際して、NF−カッパーBは特定の残基上でリン酸化され、活性化された状態になり、及び核へ移行する。
本発明者はそれゆえ、ファスヂルがまたP. falciparum誘発内皮活性化を調節しうるかどうかを試験した。
Claims (7)
- 前記病理はマラリアである、請求項1に記載の使用。
- 前記病理は重篤なマラリア、大脳マラリア、及び多臓器不全症候群から成る群から選択される、請求項1又は2に記載の使用。
- 前記医薬は抗寄生虫活性を有する少なくとも1の化合物をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の使用。
- 抗寄生虫活性を有する前記化合物は抗マラリア活性を有する、請求項5に記載の使用。
- 抗マラリア活性を有する前記化合物はキニン(Quinine)、キニヂン(Quinidine)、キニン−ドキシサイクリン(Quinine−doxycycline)、アルテメテール(Artemether)、アルテモチル(Artemotil)、アルテスネート(Artesunate)、アルテエーテル(Arteether)、メフロキン(Mefloquine)、アモヂアキン(Amodiaquine)、ヂヒドロアルテミシニン(Dihydroartemisinine)、ピペラキン(Piperaquine)、ハロファントリン(Halofantrine)、アトヴァクオン(Atovaquone)、クロロキン(Chloroquine)、ダプソン(Dapsone)、ドキシサイクリン(Doxycycline)、サイクリン(Cycline)、ルメファントリン(Lumefanthrine)、プログアニル(Proguanil)、ピリメタミン(Pyrimethamine)、ピロナリヂン(Pyronaridine)、スルファドキシン(Sulfadoxine)、ヂアミヂン(Diamidine)、フェロキン(Ferroquine)、フルオロキノロン(Fluoroquinolone)、フォスミドマイシン(Fosmidomycine)、タフェノキン(Tafenoquine)、及びトリオキサキン(Trioxaquine)から成る群から選択される、請求項6に記載の使用。
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