c-Met阻害剤

c-Met阻害剤は、肝細胞増殖因子/散乱因子（HGF/SF）の受容体であるc-Metチロシンキナーゼの酵素活性を阻害する低分子化合物の一種です。これらの阻害剤は、様々な種類の癌の治療に治療応用できる可能性があります。^{[ 1 ]}

現在、多くのc-Met阻害剤が臨床試験段階にある。クリゾチニブ^{[ 2 ]}とカボザンチニブは、米国FDAによって最初に承認された薬剤である。クリゾチニブは、局所進行性または転移性の非小細胞肺癌患者の治療薬として2011年に迅速承認を受け、カボザンチニブは、髄様甲状腺癌の治療薬として2012年に承認され^{[ 3 ]}、他のいくつかの癌の治療薬としても臨床試験が開始されている。

c-Metは細胞の分散、浸潤、アポトーシスからの保護、血管新生を刺激します。^{[ 4 ]} c-Metは受容体チロシンキナーゼであり、^{[ 5 ]}その活性が調節異常になると、腎癌、胃癌、小細胞肺癌、中枢神経系腫瘍、およびいくつかの肉腫など、さまざまな癌を引き起こす可能性があります。^{[ 6 ]}低分子阻害剤によるc-MetのATP結合部位の標的化は、チロシンキナーゼを阻害する戦略の1つです。^{[ 7 ]}

1980年代初頭、METは形質転換癌遺伝子のタンパク質産物として記述された。^{[ 9 ] [ 10 ]}

2002年にATP競合型c-Met阻害剤を同定する最初の試みにより、c-Metを阻害するスタウロスポリン様阻害剤であるK252aが発見された。[10][11] K252aは、リン酸化^{されていないMET}キナーゼドメインと複合体を形成した最初の構造である。ヒンジとピラロカルバゾールサブユニットの間に2つの水素結合 を形成する。 ^{[ 8 ]}

その後、より選択性の高いc-​​Met阻害剤が設計され、いくつかのキナーゼ阻害剤にはインドリン-2-オン骨格（図1で丸で囲まれた部分）が存在した。SU-11274はインドリノンの5位を置換することによって進化し^{[ 9 ]}、3,5-ジメチルピロール基を追加することによってPHA-665752が進化した^{[ 11 ]。}これは、より効力と活性の高い第2世代阻害剤である^{[ 10 ] 。}

この分野への関心は2007年以降急速に高まり、2009年半ばまでに70件以上の特許出願が公開された。^{[ 10 ]}

c-Metが癌治療の適切な標的として受け入れられて以来、製薬業界では集中的な努力がなされてきた。リガンドの有無にかかわらず20の結晶構造が発表され、2010年には10種類近くの低分子c-Met阻害剤が臨床試験された。^{[ 12 ]}

受容体チロシンキナーゼ（RTK）は、多くの細胞内シグナル伝達経路の調節において重要な要素です。 ^{[ 13 ]} Metチロシンキナーゼは、散乱因子（SF）としても知られる肝細胞増殖因子（HGF） の受容体です。HGFは主に上皮細胞と間葉系細胞、例えば平滑筋細胞や線維芽細胞に発現しています。^{[ 10 ] [ 11 ]} HGFは通常、創傷治癒、肝臓再生、胚および正常な哺乳類の発生^{[ 10 ]} 、器官形成^{[ 11 ]}において活性があります。

c-Met の調節異常は、過剰発現、遺伝子増幅、突然変異、リガンド依存性の自己分泌または傍分泌ループ、あるいは RTK の時期尚早な活性化によって生じる可能性があります。^{[ 10 ] [ 13 ]}これらの要因はすべて、細胞の生存、増殖、運動性に影響を与えます。また、癌や、癌の治療を目的とした治療に対する抵抗性にもつながります。^{[ 13 ]} c-Met 活性が異常な患者は通常、予後不良、進行性の疾患、転移の増加、生存期間の短縮が見られます。^{[ 10 ]}このため、HGF/c-MET シグナル伝達経路を標的とした癌治療は行われておらず、^{[ 10 ] [ 13 ]}いくつかの異なる治療アプローチが臨床試験されています。 c-Metを標的とするためにさまざまなアプローチが用いられており、それぞれが抗体、ペプチドアゴニスト^{[ 4 ] [ 10 ]}、デコイ受容体、その他の生物学的阻害剤^{[ 14 ] 、または低分子阻害剤[ 10 ]}によるc-Met活性化を制御する一連のステップの1つに焦点を当てている 。

c-Met RTKサブファミリーは、他の多くのRTKファミリーとは構造が異なります。成熟型は、細胞外α鎖（50kDa）と膜貫通β鎖（140kDa）がジスルフィド結合で連結されています。β鎖には細胞内チロシンキナーゼドメインと、基質のドッキングと下流シグナル伝達に不可欠なC末端のテールが含まれています。^{[ 10 ] [ 17 ]}

HGFはMetに対する天然の高親和性リガンドである。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 17 ]}そのN末端領域はMetに結合し、受容体の二量体化と、 Metのキナーゼドメインの活性化ループ（Aループ）にある2つのチロシンの自己リン酸化が起こる。 ^{[ 10 ]}

リン酸化はC末端に近いチロシンで起こり、多機能ドッキング部位^{[ 10 ] [ 18 ]}を形成し 、アダプタータンパク質をリクルートして下流のシグナル伝達につながります。シグナル伝達はRas/Mapk、PI3K/Akt、c-Src、STAT3/5によって媒介され、細胞増殖、アポトーシスの減少、細胞骨格機能の変化などが含まれます。

キナーゼドメインは通常、2つの葉からなる構造で、葉はヒンジ領域で接続されており、そのヒンジ領域は非常に保存されたATP結合部位に隣接している。^{[ 10 ]}

PHA-66752とc-Metの共結晶構造の情報を用いて、選択的阻害剤PF-2341066が設計された。これは2010年に第I/II相臨床試験を受けていた。一連の4-フェノキシキノリン化合物をアシルチオ尿素基に置き換えることで、c-Met活性を有する化合物、例えばキノリンが得られた。^{[ 10 ]}これはc-Met阻害剤開発の進歩における重要なステップであり、アシル結合により末端アリール基が深い疎水性ポケットに侵入できるようになり、化合物の効力が向上する。アシルチオ尿素結合の代替として、 AM7のようにピリミドン基を有するものが見つかっている。 ^{[ 19 ]}

AM7とSU11274は、比較的選択的なc-Met阻害剤を同定できること、およびその阻害がin vivoで抗腫瘍効果をもたらすことを初めて証明した。AM7とSU11274のc-Metとの共結晶構造を比較したところ、両者は異なっていた。SU-11274はU字型のコンフォメーションでヒンジ領域に隣接して結合するが、AM7はヒンジ領域からCヘリックスまでの領域に広がる伸長したコンフォメーションでc-Metに結合する。その後、疎水性ポケットに結合する。AM7ではc-Metは不活性な非リン酸化コンフォメーションをとるが、AM7はキナーゼのリン酸化および非リン酸化コンフォメーションの両方に結合できる。^{[ 20 ]}

これらの2種類の結合様式の違いにより、低分子Met阻害剤はクラスI（SU-11274様）とクラスII（AM7様）の2つのクラスに分類されています。^{[ 20 ]} しかし、この2つのクラスのどちらにも当てはまらない別のタイプの低分子阻害剤も存在します。それは、他の2つとは異なる方法で結合する非競合的ATP阻害剤です。 ^{[ 21 ]}

小分子阻害剤は選択性が異なり、非常に特異的なものもあれば、幅広い選択性を持つものもある。また、ATP競合型か非競合型かのどちらかである。^{[ 12 ]}

2つのクラスは構造的に異なっているものの、いくつかの特性を共有しています。両方ともキナーゼヒンジ領域に結合し（ただし、c-Met活性部位の異なる部分を占めます^{[ 20 ]}）、すべてATPのプリンを模倣することを目的としています。BMS-777607とPF-02341066は2-アミノピリジン基を持ち、AMG-458はキノリン基を持ち、MK-2461は三環式芳香族基を持っています。^{[ 22 ]}

クラスI

クラスI阻害剤は様々な構造を持ち、^{[ 12 ]}比較的選択性が高く、U字型の立体構造を持ち^{[ 10 ]} 、 c-Metの活性化ループに結合します。 ^{[ 12 ]}

クラスI阻害剤の構造活性相関

一連のトリアゾロトリアジンが発見され、c-MET 阻害剤として大きな可能性を示した。構造活性相関(SAR) は、トリアジン環に結合したアリール基と、側鎖ベンジル環に結合した適切な水素結合受容体 (例えばヒドロキシル基)が必要であることを示唆しているが、フェノールはヒンジ結合体 (Met1160 と共に) として機能し、トリアジンはTyr1230 と相互作用しているように見える。 ^{[ 12 ]} 類似のアナログが多数発見され、試験された。フェノール性ヒンジ結合要素がアリールアミノ-トリアゾロピリダジンまたはアリール-トリアゾロチアピリダジンに結合した、構造的に類似した一連の c-Met 阻害剤。1 原子リンカーは 2 原子リンカーよりも効率的であり、ベンジル位での置換は許容されるようであった。縮合した窒素密度の高いヘテロ芳香族化合物（トリアゾロピリダジン、トリアゾロピラジン、トリアゾロトリアジン）に結合したヘテロ環ヒンジ結合要素（キノリン、ピリジン、アザインドール）を持つ化合物が報告されている。^{[ 12 ]} 詳細は図4を参照。^{[ 12 ]}

クラスI阻害剤の例

ジフルオロメチルリンカーと生物学的利用可能なキノリン基を含むJNJ-38877605は、 2010年に進行性および難治性の固形腫瘍に対する第I相臨床試験を受けていた。 ^{[ 12 ]}この試験は、薬剤の代謝物による腎毒性のため早期に中止された。^{[ 23 ] [ 24 ]}

PF-04217903は、ATP競合性で非常に選択性の高い化合物であり、トリアゾロピラジンのC-7にN-ヒドロキシエチルピラゾール基が結合している。2010年には第I相臨床試験が行われていた。^{[ 12 ]}

強力なc-Met阻害活性を有する独自のキナーゼ阻害剤骨格であるMK-2461の構造活性相関（SAR）が検討されている。^{[ 25 ]} ピリジン窒素は阻害活性に必要であり、中心環の飽和は効力を低下させる。^{[ 12 ]}分子の平面性は最大効力に不可欠であることが証明されている。^{[ 25 ]}環状エーテルは許容可能な細胞ベースの活性と薬物動態特性のバランスをとる。最適化プロセスにおいて、以下の要素が重要であると考えられている。

1)疎水性パッキングと平面性を最大化するかのように、7位にアリール基が存在する。

2)スルホンアミド基の付加によるSARの厳密性と

3) 溶媒に曝露されたグループのSARが比較的平坦であること。

多くの場合、c-Metの癌原性変異は低分子阻害剤に対する耐性を引き起こします。そのため、MK-2461のアナログはさまざまなc-Met変異体に対して試験されましたが、それらに対しても効力が劣らないことが証明されました。これにより、この分子はc-Met調節異常によって引き起こされる腫瘍の治療薬として大きな利点を得ています。^{[ 25 ]} MK-2461は2010年に第I相用量漸増試験を受けていました。^{[ 12 ]}

クラスII

クラスII阻害剤は通常、クラスI阻害剤ほど選択的ではありません。^{[ 10 ]}尿素基もクラスII阻害剤の共通の特徴であり、環状または非環状の形態で存在します。クラスII阻害剤にはさまざまな分子が含まれており、その共通の骨格は図4に示されています。^{[ 12 ]}

クラスII阻害剤の構造活性相関

アシルチオ尿素結合を有する一連のキノリンc-Met阻害剤が検討されてきた。代替ヒンジ結合基（例えばキノリン基の置換）、チオ尿素結合の置換（例えばマロンアミド、オキサラミド、ピラゾロン）、および非環状アシルチオ尿素構造断片を様々な芳香族ヘテロ環で拘束した複数の類似体シリーズが見出された。さらに改良されたものとして、側鎖フェニル環のp位をフッ素原子でブロックすることが挙げられる。^{[ 12 ]} c-MetとクラスIIの小分子（赤丸で囲まれた部分）との相互作用の例は以下のとおりである。c-Metの骨格は3つの重要な水素結合によってATPポケットに収まり、末端アミンは（ATPの）リボースポケットと相互作用し、末端4-フルオロフェニル基は疎水性ポケットに配向し、ピロロトリアジンはヒンジ結合基の役割を果たす。^{[ 12 ]}

クラスII阻害剤の例

第II相臨床試験では、GSK 1363089（XL880、フォレチニブ）は忍容性が良好であった。乳頭状腎癌および低分化胃癌の患者において、軽度の退縮または病状の安定をもたらした。^{[ 12 ]}

AMG 458は強力な低分子c-MET阻害剤であり、55種類のキナーゼのパネルにおいてc-METに対する100倍以上の選択性を示すことが証明されている。また、AMG 458はあらゆる種において100%の生物学的利用能を示し、固有半減期は高等哺乳類で増加した。^{[ 12 ]}

• 間葉上皮移行
• 肝細胞増殖因子
• K252a
• 上皮間葉転換
• c-Met

• 肝細胞増殖因子/Metシグナル伝達経路を標的とした実験的癌治療薬