用于治療的丙酮酸激酶活化劑的制作方法
【專利摘要】本文描述的是用于使用活化丙酮酸激酶的化合物的方法。
【專利說明】用于治療的丙酮酸激酶活化劑
[0001]本申請要求于2011年5月3日提交的U.S.S.N.61 / 482，171的優(yōu)先權(quán)，所述美國專利以引用的方式整體并入本文。
[0002]丙酮酸激酶缺乏(PKD)是人紅細(xì)胞中的一種歸因于PKLR基因的常染色體隱性突變的最常見酶缺陷(Zanella，A.等，BrJHaematol2005，130 (1)，11-25)。其也是中心糖酵解路徑中的最常見的酶突變并且僅次于單磷酸己糖支路的葡萄糖-6磷酸脫氫酶(G6PD)缺乏(Kedar, P.等，Clin Genet2009，75 (2)，157-62)。
[0003]人紅細(xì)胞是獨(dú)特的，因?yàn)樗鼈冊诔墒鞎r無核。不成熟紅細(xì)胞具有核，但在變成循環(huán)網(wǎng)織紅細(xì)胞之前的早期紅細(xì)胞生成期間，它們擠壓核以及其它細(xì)胞器(如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體)以便為載氧血紅蛋白騰出空間。由于缺乏線粒體，成熟紅細(xì)胞與其它正常分化細(xì)胞一樣不利用其轉(zhuǎn)運(yùn)的任何氧來經(jīng)濟(jì)合成三磷酸腺苷(ATP)。替代地，紅細(xì)胞完全依賴厭氧糖酵解來循環(huán)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和產(chǎn)生ATP (—種主要用于驅(qū)動ATP酶依賴性K+ / Na+和Ca2+泵的必需能源)以在其跨過血管時維持細(xì)胞膜完整性和柔韌性。在PKD病癥中，兩種主要獨(dú)特的代謝異常是ATP耗竭和相伴2，3- 二磷酸甘油酸增加，這與上游糖酵解中間體的積累一致。此外，ATP和丙酮酸含量降低的一個后果是乳酸含量較低，從而導(dǎo)致不能通過乳酸脫氫酶再生NAD+供在糖酵解中進(jìn)一步使用。缺乏ATP會干擾跨越紅細(xì)胞膜的陽離子梯度，從而導(dǎo)致鉀和水損失，鉀和水損失會導(dǎo)致細(xì)胞脫水、收縮和皺縮，并且導(dǎo)致紅細(xì)胞(RBC)的過早破壞和壽命減少。這類缺陷性RBC在脾中遭到破壞，并且脾中溶血速率過度會導(dǎo)致顯現(xiàn)溶血性貧血。PKD螯合脾中新近成熟的RBC以有效縮短循環(huán)RBC的總體半衰期所憑借的精確機(jī)制尚不明確，但新近研究表明代謝調(diào)控異常不僅影響細(xì)胞存活而且也影響導(dǎo)致無效紅細(xì)胞生成的成熟過程(Aizawa, S.等，Exp Hematol2005, 33 (11),1292-8)。
[0004]丙酮酸激酶催化磷酰基從磷酸烯醇丙酮酸(PEP)轉(zhuǎn)移至ADP，從而產(chǎn)生一個丙酮酸分子和一個ATP分子。所述酶對Mg2+和K+陽離子具有絕對需求以驅(qū)動催化。PK充當(dāng)糖酵解中的最后關(guān)鍵步驟，因?yàn)槠湓谏項(xiàng)l件下是本質(zhì)上不可逆的反應(yīng)。丙酮酸激酶除合成由葡萄糖代謝成丙酮酸所產(chǎn)生的兩個ATP分子中的一者的作用之外，它也是重要的細(xì)胞代謝調(diào)控劑。在維持健康細(xì)胞代謝方面，它控制低級糖酵解中的碳通量以提供關(guān)鍵代謝物中間體來饋入生物合成過程，如(除其它之外)磷酸戊糖路徑。由于這些關(guān)鍵功能，丙酮酸激酶在基因表達(dá)層面與酶促變構(gòu)層面兩者上受緊密控制。在哺乳動物中，完全活化的丙酮酸激酶以四聚體酶的形式存在。四種不同的同功酶(M1、M2、L和R)由兩種單獨(dú)基因表達(dá)。紅細(xì)胞特異性同功酶PKR由位于染色體lq21上的PKLR基因(“L基因”)表達(dá)。這個相同基因也編碼主要在肝中表達(dá)的PKL同功酶。PKLR由12個外顯子組成，其中外顯子I是類紅細(xì)胞特異性的，而外顯子2是肝特異性的。兩種其它哺乳動物同功酶PKMl和PKM2由PKM基因(“11基因”)通過由hnRNP蛋白質(zhì)控制的選擇性剪接事件產(chǎn)生。PKM2同功酶在胎兒組織中和成人增殖性細(xì)胞(如癌細(xì)胞)中表達(dá)。PKR與PKM2兩者均實(shí)際上在原成紅細(xì)胞中表達(dá)。然而，在類紅細(xì)胞分化和成熟時，PKM2的表達(dá)逐漸降低并且漸進(jìn)地被成熟紅細(xì)胞中的PKR替代。[0005]在臨床上，遺傳性PKR缺乏病癥顯現(xiàn)為非球形紅細(xì)胞溶血性貧血。這個病癥的臨床嚴(yán)重性范圍是在完全代償性溶血中無可觀察癥狀至需要長期輸血和/或在早期顯現(xiàn)時或在生理應(yīng)激或嚴(yán)重感染期間進(jìn)行脾切除的潛在致命性嚴(yán)重貧血。自相矛盾地由于氧轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)而無癥狀的大多數(shù)受影響個體不需要任何治療。然而，對于一些最嚴(yán)重病例一一盡管在人數(shù)方面極其稀少，其中估計(jì)患病率為每百萬人中有51人(Beutler，E.Blood2000，95 (11)，3585-8)——除緩解性護(hù)理以外不存在可用于這些患者的疾病改善性治療(Tavazzi，D.等，Pediatr Ann2008，37 (5)，303-10)。這些遺傳性非球形紅細(xì)胞溶血性貧血(HNSHA)患者提出明確未滿足的醫(yī)學(xué)需要。
[0006]PKR中的異質(zhì)性遺傳突變導(dǎo)致其催化活性調(diào)控異常。自初始克隆PKR和報(bào)道單一點(diǎn)突變 Thr384 > Met 與 HNSHA 患者相關(guān)(Kanno，H.等，ProcNatlAcadSci USA1991，88 (18)，8218-21)以來，目前全世界報(bào)道有近200種與這個疾病相關(guān)的不同報(bào)道突變(Zanella，A.等，Br J Haematol2005，130(1)，11-25 ；Kedar, P.等，Clin Genet2009，75 (2)，157-62 ;Fermo, E.等，Br J Haematol2005,129 (6), 839-46 ；Pissard, S.等，Br J Haemato12006,133(6)，683-9)。盡管這些突變代表廣泛范圍的包括缺失和轉(zhuǎn)錄或翻譯異常的遺傳病變，但到目前為止，最常見的類型是編碼區(qū)中的以某種方式影響在結(jié)構(gòu)上對最優(yōu)PKR催化功能重要的結(jié)構(gòu)域內(nèi)的保守殘基的錯義突變。對于特定種族背景而言，突變盛行樣式似乎是不均衡分布的。舉例而言，對北美和歐洲患者報(bào)道的最常見密碼子取代似乎是Arg486 > Trp和Arg510 > Gln,而突變Arg479 > His、Arg490 > Trp和Asp331 > Gly更常見于亞洲患者中(Kedar, P.等，Clin Genet2009，75 (2)，157-62)。 [0007]本發(fā)明提供一種用于增加有需要的紅細(xì)胞(RBC)的壽命的方法，所述方法包括使血液與有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含本文公開的化合物或其鹽和載體的組合物；或(3)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物相接觸。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于調(diào)控有需要的血液中的2，3- 二磷酸甘油酸含量的方法，所述方法包括使血液與有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含本文公開的化合物或其鹽和載體的組合物；或(3)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物相接觸。
[0009]本發(fā)明還提供一種用于治療遺傳性非球形紅細(xì)胞溶血性貧血的方法，所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；
(2)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于治療鐮狀細(xì)胞貧血的方法，所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于治療溶血性貧血(例如由磷酸甘油酸激酶缺乏引起的慢性溶血性貧血，Blood Cells Mol Dis,2011 ；46(3):206)的方法，所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物。
[0012]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于治療地中海貧血(例如地中海貧血)、遺傳性球形紅細(xì)胞癥、遺傳性橢圓形紅細(xì)胞癥、無β脂蛋白血癥(或巴森-肯茲維格綜合征(Bassen-Kornzweig syndrome))、陣發(fā)性夜間血紅蛋白尿、獲得性溶血性貧血(例如先天性貧血(例如酶病))或慢性疾病的貧血的方法，所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于治療與2，3- 二磷酸甘油酸含量增加相關(guān)的疾病或病狀(例如肝病(Am J Gastroenterol, 1987 ；82 (12):1283)和帕金森氏病(Parkinson，s)(J.Neurol, Neurosurg, and Psychiatryl976, 39:952))的方法,所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含本文公開的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物。
[0014]本文所述的化合物和組合物是相較于野生型具有較低活性的PKR突變體的活化劑，因此適用于本發(fā)明的方法。PKR中的這類突變可影響酶的酶活性(催化效率)、調(diào)控特性(受雙磷酸果糖(FBP) / ATP調(diào)節(jié))和/或熱穩(wěn)定性。這類突變的實(shí)例描述于Valentini等，JBC2002中。由本文所述的化合物活化的突變體的一些實(shí)例包括G332S、G364D、T384M、G37E、R479H、R479K、R486W、R532W、R510Q和R490W。在不受理論束縛下，本文所述的化合物通過活化FBP非反應(yīng)性PKR突變體，恢復(fù)穩(wěn)定性降低的突變體的熱穩(wěn)定性，或恢復(fù)受損突變體的催化效率來影響PKR突變體的活性。本發(fā)明化合物針對PKR突變體的活化活性可遵循實(shí)施例1中所述的方法加以測試。本文所述的化合物也是野生型PKR的活化劑。
[0015]在一實(shí)施方案中，為增加紅細(xì)胞的壽命，將本文所述的化合物、組合物或藥物組合物直接體外添加至全血或壓積細(xì)胞中或直接(例如通過腹膜內(nèi)(1.P.)、靜脈內(nèi)肌肉內(nèi)(1.m.)、口服、吸入(噴霧化遞送)、經(jīng)皮、舌下和其它遞送途徑)提供給受試者(例如患者)。在不受理論束縛 下，本文所述的化合物增加RBC的壽命，因此通過影響2，3-DPG從血液釋放的速率來抵抗儲存血液的老化。2，3-DPG濃度水平降低誘導(dǎo)氧-血紅蛋白解離曲線向左移動并且使變構(gòu)平衡向R或氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)移，因此歸因于2，3-DPG耗竭，通過增加氧親和力來對潛伏在鐮狀化下的細(xì)胞內(nèi)聚合產(chǎn)生治療性抑制，由此使可溶性更大的氧合血紅蛋白穩(wěn)定。因此，在一個實(shí)施方案中，本文所述的化合物和藥物組合物適合用作抗鐮狀化劑。在另一實(shí)施方案中，為調(diào)控2，3-二磷酸甘油酸，將本文所述的化合物、組合物或藥物組合物直接體外添加至全血或壓積細(xì)胞中或直接(例如通過腹膜內(nèi)、靜脈內(nèi)、肌肉內(nèi)、口服、吸入(噴霧化遞送)、經(jīng)皮、舌下和其它遞送途徑)提供給受試者(例如患者)。
[0016]在一個實(shí)施方案中，提供一種藥物組合物，其包含式(I)化合物或藥學(xué)上可接受的鹽:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種增加有需要的紅細(xì)胞(RBC)的壽命的方法，所述方法包括使血液與有效量的(I)式I化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含式I化合物或其鹽和載體的組合物或(3)包含式I化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥學(xué)上可接受的組合物相接觸:
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中直接體外添加所述化合物至全血或壓積細(xì)胞中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中向有需要的受試者施用所述藥物組合物。
4.一種用于調(diào)控有需要的血液中的2，3-二磷酸甘油酸含量的方法，所述方法包括使血液與有效量的(I)式I化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；(2)包含式I化合物或其鹽和載體的組合物或(3)包含式I化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥學(xué)上可接受的組合物相接觸；其中式I如權(quán)利要求1中所定義。
5.一種用于治療遺傳性非球形紅細(xì)胞溶血性貧血的方法，所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)式II化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；或(2)包含式II化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥學(xué)上可接受的組合物；其中式II如權(quán)利要求I中所定義。
6.一種用于治療鐮狀細(xì)胞貧血的方法，所述方法包括向有需要的受試者施用治療有效量的(I)式I化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽；或(2)包含式I化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和藥學(xué)上可接受的載體的藥學(xué)上可接受的組合物；其中式I如權(quán)利要求1中所定義。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述化合物由式(I)表示:
R1 ?
''NH1 ^XTD/Di★yV 0、Α
O(I) 其中: W、X、Y和Z各自獨(dú)立地選自CH或N ; D和D1各自獨(dú)立地選 自鍵或NRb ； A是任選取代的二環(huán)雜芳基； L 是鍵、-C (O) -(CRcRc)m-, -OC (O) -(CRcRc)m-OC(O)-, - (CRcRc)m-c (O) -、-NRbC (S)-或-NRbC (O)-； R1選自烷基、環(huán)烷基、芳基、雜芳基和雜環(huán)基；其每個被0-5次出現(xiàn)的Rd取代； 每個R3獨(dú)立地選自鹵素、鹵代烷基、烷基、羥基和-ORa或兩個相鄰的R3與它們所連接的碳原子一起形成任選取代的環(huán)基； 每個Ra獨(dú)立地選自烷基、酸基、羥基烷基和鹵代烷基； 每個Rb獨(dú)立地選自氫和烷基； 每個Re獨(dú)立地選自氫、鹵素、烷基、烷氧基和鹵代烷氧基或兩個Re與它們所連接的碳原子一起形成任選取代的環(huán)烷基； 每個Rd獨(dú)立地選自鹵素、鹵代烷基、鹵代烷氧基、烷基、炔基、硝基、氛基、羥基、_C(O) Ra> -OC(O) R\ -C(O) 0R\ -SRa、-NRaRb和_0R%或兩個Rd與它們所連接的碳原子一起形成任 選取代的雜環(huán)基； η是0、1或2 ； m是1、2或3 ; h是0、1、2 ;并且 g是0、1或2。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中h是I且g是I。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中W、X、Y和Z是CH。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中D是NRb且D1是鍵。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中Rb是H、甲基或乙基。
12.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中L是鍵、-(CRcRc)m-> -NRbC (O) -、- (CRcRc) m-C (O) -、-C (O)-或-O (CO) _。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是鍵。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的烷基、芳基或雜芳基。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是-(CReRe)m-。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的環(huán)烷基、芳基、雜芳基或雜環(huán)基。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是-NRbC(O)-且Rb是氫。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的芳基。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是-(CReRe)m-C(0)-。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的環(huán)烷基、芳基或雜芳基。
21.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是-C(O)-。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的芳基、烷基或雜芳基。
23.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是-OC(O)-。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的烷基、芳基或雜環(huán)基。
25.如權(quán)利要求12所述的方法，其中L是-(CRT)m-OC(O)^
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中R1是被0-5次出現(xiàn)的Rd取代的雜環(huán)基或環(huán)烷基。
27.如權(quán)利要求12至26中任一項(xiàng)所述的方法，其中η是O。
28.如權(quán)利要求12至26中任一項(xiàng)所述的方法，其中η是I且R3是CH3>CH2CH3' OCH3>0CH2CH3、0H、F、C1 或 cf3。
29.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述化合物由式(Id)表示:

30.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述化合物選自圖1。
【文檔編號】A61K31/497GK103764147SQ201280025958
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月3日
【發(fā)明者】信三·M·蘇 申請人:安吉奧斯醫(yī)藥品有限公司