セレブロンE3リガーゼモジュレーター

注目すべき類似体の 1 つは、フタロイル環をイソインドリノンで置換することによって作られました。これは EM-12 と名付けられました (図 3)。この置換により安定性が増すため、物質のバイオアベイラビリティが増加すると考えられていました。この分子は、ラット、ウサギ、サルにおいてサリドマイドよりもさらに強力な催奇形性物質であることが報告されていました。さらに、これらの類似体はサリドマイドよりも強力な血管新生阻害剤です。^{[ 13 ]}また、アミノサリドマイドとアミノ EM-12 は強力な TNF-α 阻害剤でした。^{[ 16 ]}これらの 2 つの類似体は後に、EM-12 アミノ類似体であるレナリドミドと、サリドマイド アミノ類似体であるポマリドミドという名前が付けられました。^{[ 8 ]}

サリドマイドは、デキサメタゾンとの併用でENLおよびMMの治療薬としてFDAの承認を受けています。EMAもプレドニゾンおよび/またはメルファランとの併用でMMの治療薬として承認しています。FDAによる希少疾患適応症には、移植片対宿主病、マイコバクテリア感染症、再発性アフタ性潰瘍、重度の再発性アフタ性口内炎、原発性脳悪性腫瘍、AIDS関連消耗症候群、クローン病、カポジ肉腫、骨髄異形成症候群、造血幹細胞移植が含まれます。^{[ 21 ] [ 22 ]}

レナリドミドは、少なくとも1回の前治療を受けた多発性骨髄腫患者の治療薬として、デキサメタゾンとの併用で約70か国で承認されています。また、少なくとも1回の前治療を受けた濾胞性リンパ腫患者の治療薬として、リツキシマブとの併用でも承認されています。希少疾患適応症には、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、慢性リンパ性白血病、マントル細胞リンパ腫が含まれます。レナリドミドは、米国、カナダ、スイス、オーストラリア、ニュージーランド、マレーシア、イスラエル、およびいくつかのラテンアメリカ諸国において、5q欠失染色体異常を伴う、または伴わない低リスクまたは中間リスク1の骨髄異形成症候群による輸血依存性貧血の治療薬としても承認されていますが、他の多くの国では現在、販売承認申請が評価中です。^{[ 23 ] [ 24 ]} レナリドミドの単独または他の薬剤との併用によるさらなる用途を探るため、多数の臨床試験が既に計画段階または実施中です。これらの適応症には、急性骨髄性白血病、MALTリンパ腫、ワルデンシュトレームマクログロブリン血症、全身性エリテマトーデス、ホジキンリンパ腫、骨髄異形成症候群などが含まれます。^{[ 25 ] [ 26 ]}

ポマリドミドは2012年4月26日にFDAの承認申請され^{[ 27 ]}、6月21日にはFDAの標準審査を受けることが発表された。EMAには2012年6月21日に販売承認申請が提出され、早ければ2013年初頭に決定が下される可能性がある。EMAはすでにポマリドミドに対し、原発性骨髄線維症、多発性骨髄腫、全身性硬化症、多血症後および本態性血小板血症後骨髄線維症に対する希少疾病用医薬品指定を与えている^{[ 28 ] 。}

サリドマイドの催奇形性については長年にわたり議論が続いており、数多くの仮説が提唱されてきた。最もよく知られている仮説は、抗血管新生仮説と酸化ストレスモデル仮説であり、サリドマイドの催奇形性に関するこれらの2つの仮説を支持する実験的証拠が多数存在する。^{[ 29 ]}

最近、催奇形性の新たなメカニズムを示唆する新たな知見が明らかになった。セレブロンは、体内の多くの部位の細胞の細胞質、核、および周辺膜に局在する51 k Da のタンパク質である。 ^{[ 30 ]}これは、 E3 ユビキチンリガーゼの構成要素として機能し、未知の基質の分解 (ユビキチン化) を介して、胚発生、発癌、細胞周期制御など、さまざまな発生プロセスを制御している。サリドマイドはセレブロンに結合し、E3 ユビキチンリガーゼの活性を阻害し、リガーゼ基質の蓄積と線維芽細胞増殖因子 8 (FGF8) およびFGF10のダウンレギュレーションを引き起こすことが示されている。これにより、2 つの増殖因子間の正のフィードバック ループが破壊され、複数の先天異常と抗骨髄腫効果の両方を引き起こす可能性がある。

研究結果は、セレブロンの発現増加がレナリドミドとポマリドミドの両方の抗骨髄腫効果の重要な要素であるという仮説も支持している。^{[ 29 ]}セレブロンの発現は、非反応者と比較して反応患者で3倍高く、セレブロンの発現が高いほど部分的または完全な反応と関連があり、発現が低いほど安定または進行性の疾患と関連があった。^{[ 30 ]}

研究によると、フタロイル環に置換基を導入すると、TNF-α阻害活性が増加すると示唆された（図5）。アミノ基置換は、サリドマイドおよびEM-12（前述）のフタロイル環のさまざまな位置（C4、C5、C6、C7）でテストされた。サリドマイドとEM-12の両方のC4位置にアミノ基を導入すると、TNF-α阻害がはるかに強力になった。また、最も強力な活性を得るには、アミノ基がイソインドリノン環系のカルボニル基の真向かいにある必要があることも明らかになった。^{[ 44 ]}これらの類似体はPDE4を阻害しないため、PDE4阻害によって作用するわけではない。サリドマイドのフタロイル環系のC4およびC5位置に、オレフィン官能基を持つものを含む、より長く大きな基を導入する他の方法もテストされ、さまざまな結果が得られた。サリドマイドと比較して、C5またはC4オレフィンに直接酸素原子が結合したグループでは阻害効果の増加が認められた。C4またはC5へのヨウ素および臭素の付加は、サリドマイドと比較して同等または低下した活性をもたらした。^{[ 45 ]}これらのグループはレナリドミドまたはポマリドミドとは比較されなかった。

PDE4阻害を介してTNF-αを阻害する類似体の共通構造は、サリドマイドのグルタルイミド環を加水分解することに基づいて調製される。これらの類似体は、サリドマイドとは異なり、酸性キラル水素を持たないため、キラル的に安定であると予想される。^{[ 16 ]}

フェニル環上の3,​​4-ジアルコキシフェニル部分（図6）は、ロリプラムなどのPDE4阻害剤において薬理活性部位として知られている。最適な活性は、4位（X2）にメトキシ基、3位炭素（X3）にシクロペンタキシ基などのより大きな基がある場合に得られる。しかし、サリドマイドPDE4阻害アナログは、ロリプラムアナログの構造活性相関（SAR）に直接従うわけではない。サリドマイドアナログの場合、X3にエトキシ基、X2にメトキシ基（X1は水素のみ）が、PDE4およびTNF-α阻害活性が最も高かった。^{[ 15 ]} X2-X3位にジエトキシ基よりも大きな置換基があると活性が低下した。これらの置換基の影響は立体効果によって媒介されていると考えられる。^{[ 16 ]}

Y位については、いくつかのグループが検討されてきた。メチルアミド（CONHCH ₃）よりも大きい置換アミドはPDE4阻害活性を低下させる。^{[ 16 ]}カルボン酸を起点として、アミド基は同様のPDE4阻害活性を示すが、どちらのグループもメチルエステル基よりもかなり効力が低いことが示されており、メチルエステル基はPDE4阻害活性が約6倍増加した。スルホン基はメチルエステル基と同様のPDE4阻害活性を示した。ニトリル基が結合した場合に最も優れたPDE4阻害が観察され、これはカルボン酸よりも32倍のPDE4阻害活性を示した。^{[ 15 ]}したがって、Y位の置換基がPDE4阻害活性を増加させる順序は次のようになる。

COOH ≤ CONH ₂ ≤ COOCH ₃ ≤ SO ₂ CH ₃ < CN

フタロイル環上の置換基が検討され、C4 または C5 位置のニトロ基は活性を低下させるが、C4 または C5 アミノ置換は活性を劇的に増加させることが観察された。^{[ 16 ]}フタロイル環の 4 (Z) 位置の置換基を調べたところ、ヒドロキシル基とメトキシ基はアナログの PDE4 阻害活性を低下させるようであった。アミノ基とジメチルアミノ基では同様の程度で活性の増加が観察されたが、メチル基は前述の基よりもさらに活性を向上させた。4- N-アセチルアミノ基はメチル基と比較して PDE4 阻害活性がわずかに低かったが、化合物の TNF-α 阻害活性をさらに増加させた。^{[ 15 ]}したがって、PDE4 阻害活性の増加につながる Z 位置の置換基は次の順序であった。

N(CH ₃ ) ₂ ≤ NH ₂ < NHC(O)CH ₃ < CH ₃

血管新生阻害活性には、無傷のグルタルイミド環が必要であると思われる。R 位に異なるグループを試験した。R 基として窒素塩を有する物質は良好な活性を示した。血管新生阻害活性の向上は、溶解度の増加、または正に帯電した窒素が活性部位との相互作用を増強したことによる可能性がある。フタロイル環のテトラフルオロ化は血管新生阻害を増加させると思われる。^{[ 42 ]}

サリドマイドの合成は、通常、図1に示すように行われる。この合成法は、比較的単純な3段階のプロセスである。しかしながら、このプロセスの欠点は、最終段階で高温での溶融反応が必要となり、複数回の再結晶が必要となるため、標準的な装置では対応できないことである。

スキーム2は、反応をより直接的にし、収率を向上させるために設計された新しい合成経路です。この経路では、出発物質としてL-グルタミン酸ではなくL-グルタミンを使用し、これをN-カルベトキシフタルイミドと反応させることで、 N-フタロイル-L-グルタミン(4)を50～70%の収率で得ます。次に、物質4を、反応を触媒するのに十分な量の4-ジメチルアミノピリジン( DMAP )を含むカルボニルジイミダゾール( CDI )とのテトラヒドロフラン( THF )中の混合物中で撹拌し、15～18時間還流加熱します。還流中に、混合物からサリドマイドが結晶化します。最終段階でサリドマイドが85～93%の収率で得られ、総収率は43～63%になります。^{[ 46 ]}

アミノアナログは両方とも、市販のCbz - L-グルタミンから2段階反応で合成される3-アミノピペリジン-2,6-ジオン塩酸塩（化合物3）の縮合によって調製される。Cbz- L-グルタミンを還流THF中でCDIで処理してCbz-アミノグルタルイミドを得る。Cbz保護基を除去するために、50～60psiの水素下で、酢酸エチルとHClを混合した10% Pd/Cを用いて水素化分解を行った。次に、調製した塩酸塩（スキーム3の化合物3）を還流酢酸中で3-ニトロフタル酸無水物と反応させて4-ニトロ置換サリドマイドアナログを得て、ニトロ基を水素化によって還元してポマリドミドを得た。^{[ 44 ]}

レナリドミドは、化合物3（3-アミノピペリジン-2,6-ジオン）をニトロ置換メチル2-（ブロモメチル）ベンゾエートで処理し、ニトロ基を水素化することによって同様の方法で合成される。^{[ 44 ]}