JP2017522314A - がん治療を向上させるための方法および組成物 - Google Patents

がん治療を向上させるための方法および組成物 Download PDF

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Abstract

本発明により、抗ホルモン処置の有効性を向上させるため、または処置後のがんの再発もしくは進行を予防するための方法および組成物を提供する。また、本発明により、抗ホルモン処置を継続または開始するために処置抵抗性がん細胞、または処置不応性がん細胞を有する患者を再感受性化または感受性化させるための方法を提供する。さらに、本発明において、抗ホルモン処置の効果または抗ホルモン処置後のがんの再発もしくは転移の尤度の予後判定または診断のための方法を提供する。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
主題の特許出願は、米国特許仮出願第62/025,596号(2014年7月17日出願)の優先権の恩典を主張する。この先の出願の全開示内容は、引用により、その全体があらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。
米国政府資金提供の記載
本発明は、米国立衛生研究所から受けた助成金番号R01CA170737およびR01CA170140による米国政府の補助を伴ってなされた。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
がんは主な死亡原因の1つであり、転移性のがんは多くの場合、治らない。例えば、肺、肝臓、骨および脳への乳がんの転移は、乳がん患者の主要死因である。転移は、血流およびリンパ系によるがん細胞の播種を伴い、接着性および浸潤性の腫瘍細胞の機能ならびにその標的部位での生存能および増殖能に依存する。乳がんの死亡率は、診断および処置の進歩にもかかわらず依然として高い。根本的な大きな問題は、乳がんが高頻度で、多くの場合、見かけ上成功裡の治療の数年後に再発することである。死亡例の約90%は転移によって引き起こされるが、これに対する有効な治療は存在していない。例えば、トリプルネガティブ乳がんは、エストロゲン受容体α(ERα)、プロゲステロン受容体(PR)および受容体型チロシン−プロテインキナーゼerbB−2(HER2)の発現の欠如によって定義される最も急速進行型の乳がんである。トリプルネガティブ乳がんを有する患者は、その腫瘍がERαの発現を欠損しているため、タモキシフェンまたはアロマターゼ阻害薬などの抗ホルモン療法では処置されない。現在、トリプルネガティブ乳がんを有効に治癒できる利用可能な処置がない。
乳がんの手術および処置における改善にもかかわらず、乳がん患者の死亡率は、おおむね変化がないままである。根本的な大きな問題は、一部の腫瘍細胞は処置抵抗性を有し、多くが処置抵抗性を発現し、多くの場合、最初の補助療法が見かけ上成功裡であった数年後に疾患の再発に至ることである。このようなものとしては、乳がん全体の大部分を構成するホルモン受容体陽性乳がんに対する主要な標的化治療であり標準治療である抗ホルモン処置が挙げられる。
当該技術分野において、腫瘍転移および処置抵抗性を予防することにより、がんをより有効に処置できる手段の必要性が存在している。本発明は、このおよび他の必要性に対する取り組みに関するものである。
一態様において、本発明により、抗ホルモン療法に対して処置抵抗性のがん細胞集団を再感受性化または感受性化(sensitize)するための方法を提供する。該方法は、該処置抵抗性がん細胞を、該細胞内のNADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する化合物と接触させ、それにより、該がん細胞を再感受性化または感受性化させることを伴うものである。一部の該方法は、エストロゲン受容体(ER)陽性であるがん細胞、例えば、ER陽性の乳がんまたは卵巣がん細胞の処置に関するものである。他の一部の該方法は、エストロゲン受容体(ER)陰性であるがん細胞、例えば、ER陰性の乳がんまたは卵巣がん細胞の処置に関するものである。
本発明の一部の方法では、処置抵抗性がん細胞が患者内に存在しているものである。例えば、処置は、抗ホルモン療法での処置を受けたことがある患者に存在するがん細胞に対するものであり得る。一部の方法では、抗ホルモン療法が、タモキシフェンまたはエストロゲンレベルエストロゲンレベルを全身的に低下させ得る別の化合物(もしくは低下させることを目的とする化合物)での処置である。一部の方法では、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスが、NADサルベージ経路合成の向上、NADデノボ合成の向上、NAMPT活性化の向上、または細胞内NAMPTレベルの向上によって上方調節される。一部のこのような方法では、NADサルベージ経路合成の向上がNAD前駆体の投与によるものである。このような方法に使用されるNAD前駆体は、例えば、ニコチンアミド(NAM)、ニコチン酸(Na)またはニコチンアミドリボシド(NR)であり得る。
本発明の他の一部の方法では、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスが、がん細胞に細胞内NAMPTレベルを上方調節する薬剤を導入することにより上方調節される。このような方法に適した薬剤は、例えば、NAMPTをコードしているポリヌクレオチドまたは発現ベクターであり得る。一部のこのような方法では、該ポリヌクレオチドは患者に腫瘍マーカー標的化遺伝子送達によって投与され得る。他の一部の方法では、該ポリヌクレオチドが患者に幹細胞ベース遺伝子送達によって投与される。他の一部の方法では、細胞内NAMPTレベルの上方調節が、血液中のグルコース枯渇を誘導すること、またはがん細胞によるグルコースの消費を阻害することにより行われる。
別の態様において、本発明により、がん患者において抗ホルモン療法の有効性を向上させるため、またはがんの再発もしくは進行を予防するための方法を提供する。このような方法は、抗ホルモン療法での処置を受けているか、抗ホルモン療法で処置されたことがあるか、または抗ホルモン療法で処置されたことがない患者に、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する薬剤を投与し、それにより、該患者において抗ホルモン療法の有効性を向上させる、またはがんの再発もしくは進行を予防することを伴うものである。一部のこのような方法では、がんがエストロゲン受容体(ER)陽性の乳がんまたは卵巣がんである。他の一部の方法では、がんがエストロゲン受容体(ER)陰性の乳がんまたは卵巣がんである。一部の該方法は、浸潤性もしくは非浸潤性の原発腫瘍を有しているか、原発腫瘍の外科的除去を受けたか、もしくは受けるつもりであるか、転移性のがんを有している患者の処置に関するものである。一部の該方法は具体的には、抗ホルモン療法を受けたことがある患者に関するものである。一部の方法は具体的には、同時進行で抗ホルモン療法を受けている患者に関するものである。他の一部の該方法は具体的には、抗ホルモン療法を受けたことがない患者に関するものである。種々の方法において、患者には該薬剤が、抗ホルモン療法の前、抗ホルモン療法と同時または抗ホルモン療法の後に投与され得る。
一部の方法では、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスの上方調節が、NAD酸化還元経路のモジュレーションまたはNAD非酸化還元経路のモジュレーションによるものである。一部のこのような方法では、NADまたはNAD/NADH酸化還元経路が解糖経路、ペントースリン酸経路、細胞質基質内NAD再生経路、クエン酸回路経路、グルタミノリシス経路、β酸化経路、ミトコンドリア呼吸経路、脂質合成経路、ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ経路、またはNADHデヒドロゲナーゼ経路を伴う経路である。一部の方法では、NAD非酸化還元経路がNAD合成経路、NAD消費経路またはNAD/NADH依存性経路である。一部のこのような方法では、NAD合成経路、NAD消費経路またはNAD+/NADH依存性経路が、NAD前駆体、NAD合成に関与している酵素またはNAD消費に関与している酵素によってモジュレートされる。このような方法において、NAD前駆体はニコチンアミド(NAM)、ニコチン酸(Na)、ニコチンアミド−リボシド(NR)またはトリプトファンであり得る。一部のこのような方法では、NAD前駆体がNAD合成の経路の代謝中間体である。一部の方法では、NAD合成に関与している酵素がNAMPTである。一部の方法では、NAD消費に関与している酵素がPARP、サーチュインまたはCD38である。
別の態様において、本発明により、患者のがんを処置するための方法を提供する。該方法は、(1)患者を抗ホルモン療法で処置すること、および(2)該被験体に、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する化合物を投与することを伴うものである。一部のこのような方法では、処置対象のがんがエストロゲン受容体(ER)陽性であるがん、例えば、ER陽性の乳がんまたは卵巣がんである。他の一部の方法では、処置対象のがんがエストロゲン受容体(ER)陰性がん、例えば、ER陰性の乳がんまたは卵巣がんである。一部の方法では、使用される抗ホルモン療法が、エストロゲン受容体のアンタゴニスト化合物を治療有効量で含む医薬組成物の投与を伴うものである。一部の方法では、使用される抗ホルモン療法が、タモキシフェンまたはエストロゲンレベルを全身的に低下させ得る別の化合物での処置である。種々の実施形態において、NADまたはNAD/NADH酸化還元を上方調節する化合物は被験体に、抗ホルモン療法での処置の前、該処置と同時進行で、または該処置の後に投与される。一部の方法では、患者を、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する化合物を投与する前に、最初に抗ホルモン療法で処置する。一部のこのような方法は、さらに、工程(1)の後に、患者を抗ホルモン処置に対する抵抗性について検査することを含むものであり得る。一部の該方法は、該化合物を投与する前に抗ホルモン処置に対する抵抗性を発現した患者に関するものである。本発明の一部の方法は、さらに、工程(2)の後、抗ホルモン療法での患者の処置を継続することを含むものであり得る。
本発明の一部のがん処置方法では、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスの上方調節が、NAD酸化還元経路のモジュレーションまたはNAD非酸化還元経路のモジュレーションによるものである。例えば、モジュレートされるNAD/NADH酸化還元経路は解糖経路、ペントースリン酸経路、細胞質基質内NAD再生経路、クエン酸回路経路、グルタミノリシス経路、β酸化経路、ミトコンドリア呼吸経路、脂質合成経路、ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ経路、またはNADHデヒドロゲナーゼ経路を伴う経路であり得る。他の一部の方法では、モジュレートされるNAD非酸化還元経路が、例えば、NAD合成経路、NAD消費経路またはNAD/NADH依存性経路であり得る。一部のこのような方法では、NAD合成経路、NAD消費経路またはNAD/NADH依存性経路が、NAD前駆体、NAD合成に関与している酵素、またはNAD消費に関与している酵素によってモジュレートされ得る。一部の実施形態では、使用されるNAD前駆体が、例えば、ニコチンアミド(NAM)、ニコチン酸(Na)、ニコチンアミドリボシド(NR)またはトリプトファンであり得る。他の一部の実施形態では、使用されるNAD前駆体がNAD合成経路の代謝中間体である。一部の方法では、NAD合成に関与している酵素がNAMPTである。他の一部の方法では、NAD消費に関与している酵素がPARP、サーチュインまたはCD38である。
さらに別の態様において、本発明により、がん患者において抗ホルモン療法後のがんの再発または遠隔転移を予後判定または診断するための方法を提供する。該方法は、(a)患者のがんのNAMPTレベル、NADレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している酵素のレベルもしくは活性を測定すること、および(b)測定されたNAMPTレベル、NADレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している酵素のレベルもしくは活性を、該患者のがんの再発もしくは遠隔転移の高いリスク、または該リスクがないことと相関させることを伴うものである。関連する一態様において、本発明により、がん患者において抗ホルモン療法の効果を予後判定または診断するための方法を提供する。このような方法は、(a)患者のがんのNAMPTレベル、NADレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している酵素のレベルもしくは活性を測定することおよび(b)測定されたNAMPTレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している酵素のレベルもしくは活性から、該患者における処置後の抗ホルモン療法の効果を予後判定または診断することを伴うものである。このような方法において、NAD消費に関与している酵素は、例えば、PARP、サーチュインまたはCD38であり得る。一部のこのような方法は、乳がんまたは卵巣がんの予後判定または診断に関するものである。一部のこのような方法では、がんがER陽性乳がんまたは低悪性度乳がんである。
一部の方法では、NAMPTレベル、NADレベルまたはNAD/NADHレベルの比が抗ホルモン療法の前または抗ホルモン療法中に測定される。一部の方法では、工程(b)が、患者のがんの測定されたNAMPTレベル、NADレベルまたはNAD/NADHレベルの比を、がんの再発または遠隔転移と関連している1つ以上の参照レベルと比較することを含む。一部の方法では、工程(b)が、さらに、被験体のがんの測定されたレベルを、該患者が、がんの再発または遠隔転移の高いリスクを有するかどうかの表示をもたらす値または表記に割り付けることを含む。一部のこのような方法では、割り付けられる値または表記が、がんの再発または遠隔転移の高いリスクを有する抗ホルモン療法で処置されたがん患者のレベル範囲と関連させた正規化されたスケール値に基づいたものである。
本発明の性質および利点のさらなる理解は、本明細書の残りの部分および特許請求の範囲を参照することにより認識され得よう。
図1は、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)合成サルベージ経路の概略を示す。ビタミンB3:ニコチンアミド(NAM,ナイアシンアミドとしても知られている)は、食事で得られるNAD前駆体である。NAMもまた、NAD消費の産物である。ニコチンアミドホスホリボシルトランスフェラーゼ(NAMPT)はNAMの利用と再利用に必須の酵素である。NAMPTは、NADの生合成の第1工程であるNAMとホスホリボシルピロリン酸(PRPP)の縮合(によりニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)が得られる)を触媒する。ニコチンアミドモノヌクレオチドアデニリルトランスフェラーゼ(NMNAT)は、NAD合成の第2工程と最後の工程を触媒する。 図2は、NAMPT発現レベルがヒト乳房腫瘍におけるエストロゲン受容体αの状態と相関していることを示す。エストロゲン受容体(ER)陰性(n=395)およびER陽性腫瘍(n=1225)におけるNAMPT mRNAの発現の箱ひげ解析(P<0.00001)。 図3は、低NAMPT発現では、ヒトER陽性乳がん細胞株MCF7およびT47Dにおいて4−ヒドロキシタモキシフェン耐性が誘導されることを示す。NAMPTノックダウン(shNAMPT)により、MCF7およびT47D細胞において、スクランブル(scrambled)shRNA(shCtrl)で形質導入した対照と比べてNAMPTの(A)mRNAおよび(B)タンパク質の発現が低減された。(A)NAMPT mRNAレベルはリアルタイムPCRによって解析し、β−D−グルクロニダーゼ(GUSB)に相対して示している(***P<0.001)(n=3)。(B)NAMPTタンパク質の発現はウエスタンブロット解析によって解析した。NAMPTタンパク質の定量をβ−チューブリンの発現と関連付けた。(C)NAMPTノックダウン(shNAMPT)により、MCF7およびT47D細胞において、スクランブルshRNA(shCtrl)で形質導入した対照と比べて細胞内NADが低減された。細胞内NADは、1×10細胞の全細胞抽出物において解析した。代謝産物濃度は、NAD+/NADH蛍光検出キット(Cell Technology,Inc)を用いて測定し、タンパク質含有量に対して正規化した。(D)未処理または0.001、0.05、0.1、1もしくは5μMの4−ヒドロキシタモキシフェン(タモキシフェンの活性代謝産物)で14日間処理した対照(shCtrl)とNAMPT−ノックダウン(shNAMPT)MCF7およびT47D細胞(対比)の増殖。増殖はクリスタルバイオレット染色に基づいて測定し、未処理細胞の増殖に対する%として示している。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=4で比較した(***P<0.001,**P<0.01 *P<0.05)。 図4は、NAD前駆体であるニコチンアミドでの処理によりMCF7およびT47D細胞における低NAMPT誘導性タモキシフェン耐性がブロックされること、ならびにNAD前駆体での処理またはNAMPTの下方調節はMCF7細胞におけるエストロゲン受容体α(ERα)の発現および核内局在に影響しないことを示す。(A)1μMまたは0.1μMの4−ヒドロキシタモキシフェン(タモキシフェンの活性代謝産物)にそれぞれ14日間曝露した対照(shCtrl)とNAMPT−ノックダウン(shNAMPT)MCF7およびT47D細胞(対比)の増殖に対するニコチンアミド処理(10mM NAM)の効果。増殖はクリスタルバイオレット染色に基づいて測定し、未処理細胞(4−ヒドロキシタモキシフェンなし,NAMなし)の増殖に対する%として示している。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=4で比較した(***P<0.001,**P<0.01 *P<0.05)。(B)NAMPT KD細胞は低いNAD絶対レベルを示し、ニコチンアミド処理により、対照(CT)またはNAMPT KD(shNAMPT)乳がん細胞の両方においてNADおよびNADHレベルが誘導される。NADとNADHを独立して、1×10細胞の全細胞抽出物において解析した。代謝産物濃度は、NAD/NADH蛍光検出キット(Cell Technology,Inc)を用いて測定した。(C)10%のFBSを補給したEMEM培地中10mMのニコチンアミドで7日間の細胞処理後に測定したMCF7 shCTまたはshNAMPT細胞内のERαの分布。ERαの局在を免疫蛍光により、抗ERαクローンSP1(Thermo Fisher)を用いて検出した。核はDAPI染色によって検出した。代表的な画像を示す。 図5は、NAD前駆体であるニコチンアミドおよびニコチンアミドリボシドによりER+/低NAMPT乳がん細胞におけるタモキシフェン感受性が回復することを示す。ニコチンアミドリボシド(NR)はニコチンアミドよりも、低NAMPT誘導性タモキシフェン耐性のブロックにおいて効率的であった。1または5μMの4−ヒドロキシタモキシフェン(タモキシフェンの活性代謝産物)で7日間、(A)1、5もしくは10mMのニコチンアミド(NAM)または(B)1もしくは5mMのニコチンアミドリボシド(NR)とともに、またはなしで処理した対照(shCT)とNAMPT−ノックダウン(shNAMPT)MCF7細胞(対比)の増殖。増殖はクリスタルバイオレット染色に基づいて測定し、未処理細胞(4−ヒドロキシタモキシフェンなし)の増殖に対する%として示している。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=4で比較した(***P<0.001,**P<0.01 *P<0.05)。 図6は、低NAMPT発現では、MCF7 ER陽性ヒト乳がん細胞においてエストロゲン非依存性増殖が誘導されることを示す。(A)10%のFBSを補給したEMEM培地中、または10%のチャコール処理済エストロゲン無含有FBSを補給したフェノールレッド無含有EMEM中で7日間培養した対照(shCtrl)とNAMPTノックダウン(shNAMPT)MCF7細胞(対比)の増殖。増殖は、7日間の培養後にクリスタルバイオレット染色によって測定した。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=3で比較した(***P<0.001)。(B)10%のチャコール処理済FBSを補給したエストロゲン無含有フェノールレッド無含有EMEM培地中で培養した対照(shCtrl)とNAMPTノックダウン(shNAMPT)MCF7細胞(対比)の増殖。MCF7細胞は処理しないか、または10nMの17−β−エストラジオール(E2)で、1μMの4−ヒドロキシタモキシフェンの非存在下または存在下(E2,E2+4−OHT)で7日間、10mMのニコチンアミド(NAM)とともに、またはなしで処理した。増殖は、7日間の培養後にクリスタルバイオレット染色によって測定した。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=3で比較した(*P<0.05,***P<0.01,***P<0.001)。(C)NADレベルの変化は、ERαの細胞成分内局在に影響を及ぼす。エストロゲンを72時間欠乏させた後、10nMの17−β−エストラジオール(E2)または1nMのE2+10mMのNAMで24時間処理したMCF−7 shCTおよびMCF−7 shNAMPT細胞内のERαの分布。エストロゲンの欠乏および処理は、10%のチャコール処理済FBSを補給したフェノールレッド無含有EMEM中で行った。ERαを免疫蛍光により、Pierce抗ERα抗体(MA1−39539)を用いて検出した。すべての条件の代表的な画像を示す。 図7は、MCF7 ER陽性ヒト乳がん細胞における低NAMPT発現では、マウスモデルにおいてエストロゲン非依存性腫瘍形成能が誘導されることを示す。MCF7対照(shCT)またはNAMPTノックダウン(shNAMPT)細胞の移植によって誘導されたSCIDマウスにおける乳房脂肪パッド腫瘍のサイズ。マウスには、MCF7対照細胞による腫瘍形成に必要なエストロゲンによる増殖刺激を消去するため、17−β−エストラジオールペレットを埋め込まなかった。腫瘍サイズはキャリパー測定によって解析した(mm)。箱ひげ図において、上の線は75%四分位、下の線は25%四分位、真ん中の線は中央値、ひげは最小値および最大値を表す。ノンパラメトリックマンホイットニー検定による群間比較(***P<0.001)(n=7)。 図8は、NAD+前駆体であるニコチンアミドでの処理によりMDA−MB−231細胞(トリプルネガティブヒト乳がん細胞株)のタモキシフェンに対する耐性がブロックされることを示す。未処理または0.5、1もしくは5μMの4−ヒドロキシタモキシフェン(タモキシフェンの活性代謝産物)で14日間、10mMのニコチンアミド(NAM)での処理とともに、またはなしで処理したトリプルネガティブ乳癌MDA−MB−231細胞の増殖。増殖はクリスタルバイオレット染色に基づいて測定し、未処理細胞(4−ヒドロキシタモキシフェンなし,NAMなし)の増殖に対する%として示している。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=3で比較した(**P<0.01)。 図9は、グルコース枯渇によりヒト乳がん細胞におけるNAMPT発現が上方調節されることを示す。5mMまたは0.1mMのグルコースおよび10%の透析FBSを含有する培地中で48時間培養した親MCF7細胞におけるNAMPT mRNA発現レベル。NAMPT mRNAレベルはリアルタイムPCRによって解析し、GUSBに相対して示している。群間を、対応なしの両側のスチューデントのt検定により、n=3で比較した(***P<0.001)。 図10は、高NAMPTレベルが低悪性度の乳がんおよびER陽性乳がんにおける良好な予後と相関していることを示す。(A)エストロゲン受容体(ER)陽性腫瘍または(B)グレード1の乳がん(受容体の状態に関係なく)を有する患者における無再発生存率(RFS)(左パネル)または無遠隔転移生存率(DMFS)(右パネル)の10年間にわたるカプランマイヤー解析,高NAMPT(上の線,−0.15〜3.97のLog2相対発現)または低NAMPT(下の線,−2.35〜−0.15のLog2相対発現)のいずれかで示している;(A)高NAMPT腫瘍(n=52)または低NAMPT腫瘍(n=138)におけるRFS,(p=0.00091);高NAMPT腫瘍(n=66)または低NAMPT腫瘍(n=75)におけるDMFS,(p=0.00392);(B)高NAMPT腫瘍(n=200)または低NAMPT腫瘍(n=538)におけるRFS,(p=0.00014);高NAMPT腫瘍(n=361)または低NAMPT腫瘍(n=495)におけるDMFS,(p=0.00005)。 図11は、高NAMPTレベルが、タモキシフェンで処置したER陽性乳がんを有する患者における良好な予後と相関していることを示す。未処置またはタモキシフェン処置したER陽性乳がんを有する患者における無遠隔転移生存率(DMFS)の10年間にわたるカプランマイヤー解析を、高NAMPT(上の線,−0.355〜3.858のLog2相対発現)または低NAMPT(下の線,−2.351〜−0.355のLog2相対発現)で示す。未処置の高NAMPT腫瘍(n=197)と低NAMPT腫瘍(n=240)(対比)におけるDMFS,(P=0.08609)。タモキシフェン処置した高NAMPT腫瘍(n=196)と低NAMPT腫瘍(n=103)(対比)におけるDMFS,(P=0.08609)。
I.序論
乳がん手術後の補助的抗ホルモン療法により平均余命が長くなる。タモキシフェンなどのエストロゲン受容体(ER)拮抗薬での処置は、ER陽性(ER−α)乳がんを有する閉経前の患者において局所および転移性の再発が発生するリスクを低下させ得る。しかしながら、重要な一部のER陽性患者(30〜40%)は、抗ホルモン治療しているにもかかわらず、遠隔転移を発生する。エストロゲンレベルを全身的に低下させることを目的とした化合物であるアロマターゼ阻害薬は、閉経後の患者のER陽性乳がんにはタモキシフェンよりも有効な処置薬であることが示されている。とは言え、抗ホルモン補助療法は、5年より長く受けることは推奨されていない。したがって、これらすべての理由で、現在の治療を改善するため、およびER陽性腫瘍を有した患者であって、抗ホルモン処置の終了後に再発しそうな患者を認定するための臨床的必要性が存在している。
ニコチンアミドホスホリボシルトランスフェラーゼ(NAMPT)は、(プレB細胞コロニー分泌促進因子(pre−B−cell colony−enhancing factor 1(PBEF1))またはビスファチンとしても知られている)は、食事によるNAD前駆体からのニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)生成、ならびにNADサルベージ経路によるNAD再生の鍵となる酵素である。NAMPTは、ニコチンアミド(NAM)(ナイアシンアミドまたはビタミンB3としても知られている)のニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)への変換を触媒する(ホスホリボシルピロリン酸(PRPP)が共基質として使用される)。次いで、NMNは、ニコチンアミドヌクレオチドアデニリルトランスフェラーゼ(NMNAT)によってNADに変換される。数百の代謝反応に加えて、NADはまた、NAD消費酵素、例えば、ポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ(PARP)、サーチュインおよびCD38によっても利用される(図1)。このようなタンパク質は、DNA損傷の修復機構、細胞増殖、オートファジー、アポトーシス、細胞内代謝および種々の他の経路に関与している。NAD消費酵素は、NAMを反応の副生成物として生成させる。NAMPTは、細胞内NADレベルの回復における必須のタンパク質である。NADは、主に解糖、グルタミノリシスおよびTCA回路における異化反応によってNADHに還元され得る。NADHは、酵素反応の補因子として、またはエネルギー生産のための電子伝達系においてミトコンドリア複合体Iによって利用される。
腫瘍細胞、具体的には、高度に増殖性のER陰性または基底様乳がん細胞は、一般的に、高レベルのDNA損傷、ゲノム不安定性が蓄積され、高いPARP活性依存性を有する。PARPは、腫瘍細胞が細胞バイアビリティを維持するためにNADを多く必要とすることと相関するNAD消費性DNA損傷修復タンパク質である。当該技術分野において、高NAMPT発現は、腫瘍細胞の生存をストレス下であっても、細胞内NADレベルをサポートすることにより高めることが示唆されている。例えば、Krishnakumar et al.,Mol.Cell 39,8−24(2010);Bajrami et al.,EMBO Mol.Med.4,1087−96(2012);およびHsu et al.,Autophagy 5,1229−1231(2009)を参照のこと。一貫して、本発明者らは、乳がん遺伝子アレイデータベースを、Ringner et al.(PLoS One 6,e17911,2011)に報告された1881例の乳がん患者の転帰データと組み合わせて解析し、当該技術分野における他の報告(例えば、Lee et al.,Cancer Epidemiol.Biomarkers Prev.20,1892−901,2011)と合致してER陰性乳がんがER陽性乳がんよりも有意に高いレベルのNAMPT発現を有する(図2)ことを見出した。また、高NAMPTレベル(これは、高NADレベルまたは高速NAD再生を誘導する)により、多くの化学療法アプローチの根拠である遺伝毒性療法に対する抵抗性が誘導され得ることも示唆されている。例えば、Folgueira et al.,Clin.Cancer Res.11,7434−43(2005)を参照のこと。したがって、劇的な細胞内NAD枯渇を誘導することを目的としたNAMPT単独の化学的阻害、またはPARP阻害薬との併用での化学的阻害が、トリプルネガティブ乳がんに対する治療アプローチとして提案されている(例えば、Bajrami et al.,EMBO Mol.Med.4,1087−96,2012参照)。
ミトコンドリアNADHデヒドロゲナーゼ(複合体I)は、ミトコンドリア電子伝達系(ETC)の最初の酵素である。NADHを基質として使用して複合体Iは電子をユビキノンに伝達し、プロトンがミトコンドリア膜内腔(intramembrane space)内にポンプされ、これにより、最終的にATPシンターゼよるATP産生がもたらされる。また、複合体Iは、NADHデヒドロゲナーゼとしてのその主要活性によってミトコンドリア内および細胞内のNAD/NADHバランスを調節する。高い細胞内NADレベルをもたらすミトコンドリア複合体Iの活性の向上により、乳がん細胞において急速進行型表現型が抑止される(Santidrian et al.,J.Clin.Invest.123:1068−1081,2013)。しかしながら、当該技術分野では、ミトコンドリア複合体Iの活性の向上によりまた、NADレベルの上昇によって、代謝ストレスを誘導するアプローチの抗増殖効果がブロックされ(Santidrian et al.,J.Clin.Invest.123:1068−1081,2013)、ビグアニド(例えば、メトホルミン)として知られる抗がん薬の治療効果が劇的に抑止される(Birsoy et al.,Nature 508:108−112,2014)ことが知られている。
当該技術分野における上記の教示に鑑みると、ER陽性乳がん細胞におけるNAMPTの低発現が低NADレベルまたは低NAD再生能と関連しているかもしれないことが予測され得る。また、NAMPTの低発現では、該細胞が、遺伝毒性および細胞ストレス誘導性の治療処置、例えば、最も広く使用されているER標的化抗ホルモン療法またはアプローチに対して良好な応答性を示すようになることが予測され得る。さらに、NAD前駆体での処置により、ER陽性乳がんにおける抗ホルモン療法の有効性が抑止され、この治療の増殖ブロック効果が打ち消されるかもしれないことが予測され得る。
本発明は、一部において、抗ホルモン療法の有効性がNADレベルの上方調節によって有意におよびかなり向上し得るという本発明者らの驚くべき発見を根拠とするものである。上記のように、当該技術分野では、本発明以前は、NAD合成サルベージ経路の阻害が将来有望な抗がん治療と考えられていた。例えば、Galli et al.,J.Med.Chem.56:6279−6296,2013;およびShackelford et al.,Genes & Cancer 4:447−456,2013を参照のこと。NAD前駆体での処置は、単独薬剤として、mTOR活性のモジュレーションおよびオートファジーの誘導によって腫瘍の進行を抑止し得ることが報告された(Santidrian et al.,J.Clin.Invest.123:1068−1081,2013)が、当該技術分野では、オートファジーの誘導により、ストレス下での腫瘍細胞の生存がサポートされることによって腫瘍形成が促進され得ることもまた知られていた。例えば、White,Nat.Rev.Cancer 12,401−10,2012を参照のこと。かかるストレスは、がん治療によって誘導され得る。具体的には、オートファジーの誘導により、ER陽性乳がんの標準治療である抗ホルモン処置の効果が抑止され得ることが示されている(例えば、Cook et al.,Expert Rev.Anticancer Ther.11,1283−94,2011参照)。したがって、当該技術分野で知られていたことにより、NAD前駆体での処置は抗ホルモン処置の有効性を妨げ得ること、およびこの処置は、したがって、抗ホルモン処置などの他のがん治療と併用すべきでないことが示唆され得る。
当業者に予測され得ることとは反対に、本発明者らは、NAD前駆体での処置によって抗ホルモン療法の有効性が有意におよびかなり向上することを実証した。NAD前駆体での処置により、処置しない場合では抗ホルモン療法に非感受性の乳がん細胞(例えば、トリプルネガティブ乳がんまたは非応答性ER+乳がん細胞)が実際に感受性化され得るとともに、ER+乳がん細胞の感受性が高まり、抗ホルモン療法に不応性になった乳がん細胞(例えば、ER陽性乳がん細胞)が再感受性化され得ることがわかった。また、本明細書に詳述しているように、NAD合成サルベージ経路の鍵となる酵素であるニコチンアミドホスホリボシルトランスフェラーゼ(NAMPT)の発現レベルが乳がんにおける抗ホルモン療法の有効性と正に相関していることもわかった。本発明者らは、さらに、NADレベル、NAD合成もしくはサルベージ経路の活性またはNAMPT活性化の向上により、抗ホルモン療法で処置されていたER陽性乳がんを有する患者における処置抵抗性およびがん再発が劇的に低減され得ることを見出した。さらに、本発明者らは、NAD前駆体で処置したトリプルネガティブ乳がん細胞が抗ホルモン療法に応答性になることを見出した。要約すると、本発明者らの研究により、NAD前駆体での処置により、処置不応性であるか、または処置不応性になった腫瘍細胞が抗ホルモン療法に対して再感受性化または感受性化され得ること、およびNAD前駆体での処置が、抗ホルモン処置に抵抗性であるか、または抵抗性になった腫瘍細胞を有する患者に有益であり得ることが実証された。
このような発見に従い、本発明により、ER陽性がんの抗ホルモン処置の有効性を向上させるため、または抗ホルモン療法に抵抗性のがん細胞を再感受性化もしくは感受性化させるための方法を提供する。該方法は、抗ホルモン処置を受けたことがあるか、または現在受けている患者に、NAD/NADH酸化還元比を上方調節し得る化合物を投与することを伴うものである。本明細書に詳述しているように、NAD/NADHバランス上方調節は、例えば、NADレベルを上方調節すること、NAD合成もしくはサルベージ経路を向上させること、またはNAMPTを活性化させるか、もしくはNAMPT発現を誘導することによって行われ得る。さらに、本明細書に開示するデータは、腫瘍におけるNAMPT発現が、抗ホルモン療法(例えば、タモキシフェン処置)中のがん進行の確率および抗ホルモン療法後のがん再発の確率を調べるためのバイオマーカーとして使用され得ることを示す。また、本発明により、抗ホルモン療法で処置した患者におけるがんの再発の尤度を評価するための診断用ツールを提供する。
NAD上方調節を抗ホルモン処置と併用することにより、全乳がん症例の過半数であるER陽性乳がんを有する患者に対する標準治療である治療の大きな障害が解決される。本明細書において実証されたように、これはまた、最も急速進行型サブタイプの乳がんの1つであるER陰性乳がんの新しい処置選択肢を表す。現在、患者の生存率を限定的にしており、本発明の方法によって解決され得るこのような大きな障害としては、疾患進行、疾患再発、処置抵抗性および初期の処置応答性の停止が挙げられる。また、このようなものとしては、分子的特色に基づいて疾患進行または再発の高いリスクを有する患者を処置の開始時および処置中に認定する必要性も挙げられる。さらに、このようなものとしては、処置応答性の初期の指標ならびに連続的指標としての分子マーカーの同定も挙げられる。
NAD前駆体での処置と抗ホルモン療法の併用は、患者の転帰を向上させるためにエストロゲン応答性のがんの処置に非常に有益であり得る。NAD前駆体での処置の無毒性の性質、NAD前駆体と抗ホルモン療法との併用、および抗ホルモン療法の持続期間より長期間のNAD前駆体での処置を考慮すると、この処置の併用により、乳がん患者および他のホルモン応答性腫瘍を有する患者の生存率が有意に向上し得る。かかる処置レジメンは、高レベルのNAMPTを発現しているER陽性腫瘍を有する患者とともに低レベルのNAMPTを発現しているER陽性腫瘍を有する患者にも適している。予後不良となるであろう低NAMPT発現腫瘍を有する患者では、NAD前駆体での処置によって生存期間が有意に長くなり得る。さらに、NAD前駆体での処置によって抗ホルモン療法の抗増殖効果が向上し得るため、臨床的に効率的な低用量での抗ホルモン療法も可能になり、当該技術分野で現在、充分に確立されている5年間までを超える抗ホルモン療法の長期使用が可能になる。本発明者らによって見出されたこの併用療法による処置期間の長期化により、生活の質を保持したまま全般的な転帰が最適化され得る。最後に、NAD前駆体での処置と抗ホルモン療法の併用は、本発明以前は通常、抗ホルモン療法で処置しないER陰性がん患者にも有益であり得る。
以下のセクションに、本発明の実施のためのより詳細な手引きを示す。
II.定義
特に定義していない限り、本明細書で用いる科学技術用語はすべて、本発明が属する技術分野の当業者に一般的に理解されているものと同じ意味を有する。以下の参考文献は、当業者に、本明細書で用いている用語の多くの一般的な定義を提供するものである:Academic Press Dictionary of Science and Technology,Morris(編),Academic Press(第1版,1992);Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology,Smith et al.(編),Oxford University Press(改訂版,2000);Encyclopaedic Dictionary of Chemistry,Kumar(編),Anmol Publications Pvt.Ltd.(2002);Dictionary of Microbiology and Molecular Biology,Singleton et al.(編),John Wiley & Sons(第3版,2002);Dictionary of Chemistry,Hunt(編),Routledge(第1版,1999);Dictionary of Pharmaceutical Medicine,Nahler(編),Springer−Verlag Telos(1994);Dictionary of Organic Chemistry,Kumar and Anandand(編),Anmol Publications Pvt.Ltd.(2002);およびA Dictionary of Biology(Oxford Paperback Reference),Martin and Hine(編),Oxford University Press(第4版,2000)。また、以下の定義は、読み手が本発明を実施するのを補助するために示したものである。
オートファジー(autophagy)(または「autophagocytosis」)は、リソソームの作用による不必要な、または機能不全の細胞成分の細胞分解を伴う基本的な異化機構である。細胞成分の分解によって細胞エネルギーレベルが維持されることにより飢餓時の細胞の生存が確実になり得る。オートファジーは、調節されている場合は、細胞成分の合成、分解および再利用が確実である。このプロセス中、標的化された細胞質構成成分が細胞残部からオートファゴソーム内に隔離され、次いで、これはリソソームと融合し、分解または再利用される。オートファジーには、一般的に;マクロオートファジー、ミクロオートファジーおよびシャペロン介在性オートファジーと示される3つの異なる形態が存在する。疾患の状況では、オートファジーは生存に対する適応的応答とみなされているが、他の場合では、これは、細胞の死滅および病的状態を促進させるようである。
特に記載のない限り、用語「患者」、「被験体」および「哺乳動物」は互換的に用いており、哺乳動物、例えば、ヒト患者および非ヒト霊長類、ならびに実験動物、例えば、ウサギ、ラットおよびマウスならびに他の動物をいう。動物には、あらゆる脊椎動物、例えば、哺乳動物および非哺乳動物、例えば、ヒツジ、イヌ、ウシ、ニワトリ、両生類および爬虫類が包含される。
「処置する」または「処置」は、疾患の症状、合併症もしくは生化学的徴候の発生を予防もしくは遅延させるため、該症状を緩和するため、または疾患、病状もしくは障害(例えば、がん、転移性のがん、もしくは転移性乳がん)のさらなる発症を停止もしくは抑止するための本発明の抗体組成物、化合物または薬剤の投与を包含している。処置は、予防的(疾患の発生を予防もしくは遅延させるため、またはその臨床症状もしくは潜在性症状の発現を予防するため)であってもよく、疾患の発現後の症状の治療的抑制または緩和であってもよい。
「がん」または「悪性腫瘍」は同義語として用いており、細胞の制御不能な異常増殖、罹病細胞が局所または血流およびリンパ系によって身体の他の部分に拡延する(すなわち、転移する)能力を特徴とするいくつかの疾患の任意のもの、ならびにいくつかの特徴的な構造的および/または分子的特色の任意のものをいう。「がん性」または「悪性細胞」は、細胞が特定の構造的特性を有しており、分化がみられず、浸潤および転移し得るものであることであると理解されたい。がんの例は、乳房、肺、脳、骨、肝臓、腎臓、結腸、前立腺、卵巣および膵臓のがんならびに黒色腫である。例えば、DeVita et al.編,Cancer Principles and Practice of Oncology,第6版,Lippincott Williams & Wilkins,Philadelphia,Pa.,2001を参照のこと。
「進行がん」は、もはや原発腫瘍部位に局在していないがん、または米国がん合同委員会(American Joint Committee on Cancer)(AJCC)によるステージIIIもしくはIVのがんを意味する。
「転移」または「転移性(の)」は、腫瘍細胞が原発腫瘍(例えば、乳がん)から拡延して原発腫瘍が発生した部位または原発腫瘍が確立された部位から遠隔の位置(例えば、肺、肝臓、骨または脳)に二次腫瘍病変部を確立する能力をいう。「転移性」細胞は、典型的には、原発腫瘍部位の隣接組織または原発腫瘍部位の周囲の身体構造部に浸潤して破壊し得るものである。
NADの合成またはデノボ産生は、NADが合成される2つの代謝経路のうちの1つである。ほとんどの生物体では、NADは単純な成分から合成される。具体的な反応セットは生物体間で異なるが、共通の特色は動物および一部の細菌ではトリプトファン(Trp)または一部の細菌および植物ではアスパラギン酸のいずれかのアミノ酸からのキノリン酸(QA)の生成である。キノリン酸は、ホスホリボース部分の転移によってニコチン酸モノヌクレオチド(NaMN)に変換される。次いで、アデニル酸部分を転移されるとニコチン酸アデニンジヌクレオチド(NaAD)が形成される。最後に、NaADのニコチン酸部分がニコチンアミド(NAM)部分にアミド化されるとニコチンアミドアデニンジヌクレオチドが形成される。さらなる工程では、一部のNADが、NADをリン酸化するNADキナーゼによってNADPに変換される。ほとんどの生物体では、この酵素はリン酸基の供給源としてATPを利用するが、いくつかの細菌(例えば、Mycobacterium tuberculosis)および超好熱性古細菌Pyrococcus horikoshiiは、代替ホスホリル供与体として無機ポリリン酸(polyphosphate)を利用する。
NADサルベージ経路は、ニコチンアミドなどの既に形成された成分を再利用してNADに戻すプロセスをいう。単純なアミノ酸前駆体からのNADデノボ合成の他に、細胞では、ニコチンアミドを含有する既に形成された化合物もサルベージされる。他の前駆体も知られているが、ニコチンアミド環を含有し、このようなサルベージ代謝経路に使用される3つの天然化合物はニコチン酸(Na)、ニコチンアミド(NAM)およびニコチンアミドリボシド(NR)である。このような化合物は食事から摂取され得、この場合、ニコチン酸とニコチンアミドの混合物はビタミンB3またはナイアシンと称される。しかしながら、これらの化合物は細胞内でも産生され、この場合、ニコチンアミド部分はADP−リボース転移反応においてNADから放出される。実際、このようなサルベージ経路に関与する酵素は細胞核内に濃縮されているようであり、これにより、この細胞小器官内でNADを消費する高レベル反応が代償され得る。また、細胞は、その周囲環境から細胞外NADを取り込む場合もあり得る。
用語「処置する」または「緩和する」は、疾患の症状、合併症もしくは生化学的徴候(例えば、がんの再発もしくは転移)の発生を予防もしくは遅延させるため、該症状を緩和するため、または疾患、病状もしくは障害のさらなる発症を停止もしくは抑止するための被験体への化合物または薬剤の投与を包含している。用語「処置する」または「緩和する」は、さらに、別の治療の有効性を向上させるため、または別の治療に対する応答性を回復させるための被験体への化合物または薬剤の投与を包含している。処置を必要とする被験体としては、疾患または障害に既に苦しんでいる被験体、ならびに障害を発症するリスクがある被験体が挙げられる。処置は、予防的(疾患の発生を予防もしくは遅延させるため、またはその臨床症状もしくは潜在性症状の発現を予防するため)であってもよく、疾患の発現後の症状の治療的抑制または緩和であってもよい。疾患または障害の処置において、治療用薬剤は、疾患の病態を直接減弱させるものであってもよく、疾患を他の治療用薬剤によってより容易に処置されるようにするものであってもよい。
「〜と併用する」、「併用療法」および「併用製剤品」は、一部の特定の実施形態では、第1の治療用薬剤(例えば、既知の抗がん薬)と第2の治療用薬剤(例えば、本明細書に記載のNAD上方調節化合物)の被験体への同時進行投与をいう。特に指定のない限り、各成分は、同時投与または任意の順番で異なる時点で逐次投与され得る。したがって、各成分は別々に投与してもよいが、所望の治療効果がもたらされるように時間的に充分に近接して投与され得る。がんを処置するための既知の薬物と本発明の医薬組成物との「併用投与」は、該薬物とNAD上方調節化合物を含む該組成物とを、該既知の薬物と本発明の組成物の両方が治療効果を有するような時点で投与することを意味する。かかる併用投与は、本発明のNAD上方調節化合物の投与に対して該既知の抗がん薬を同時進行で(すなわち、同時に)、該投与の前に、または該投与後に投与することを伴うものであり得る。当業者により、本発明の具体的な薬物および組成物の適切な投与のタイミング、投与シーケンスおよび投薬量が難なく決定され得よう。
「投薬単位」は、処置対象の具体的な個体のための投薬ユニットとして適した物理的に独立した単位をいう。各単位には、所望の(1または複数の)治療効果がもたらされるように計算された予め測定された量の(1または複数の)活性化合物が、必要とされる医薬用担体を伴って含有され得る。投薬単位形態の仕様は、(a)(1または複数の)活性化合物の特有の特徴および得ようとする具体的な(1または複数の)治療効果、ならびに(b)かかる(1または複数の)活性化合物の配合技術に内在する制限によって決定され得る。
「薬学的に許容され得る」、「生理学的に耐容性の」およびその文法的変化形は、組成物、担体、希釈剤および試薬をいう場合、互換的に用いており、該物質が、該組成物の投与が禁止され得る程度に望ましくない生理学的効果を生じることなくヒトに投与され得る、またはヒトに接触して投与され得ることを表す。
「治療有効量」は、疾患を処置するために被験体に投与されたとき、該疾患の処置がなされるのに充分な量を意味する。
本明細書で用いる場合、用語「投与」は、薬物、プロドラッグ、抗体もしくは他の薬剤または治療的処置を生理学的系(例えば、被験体またはインビボ、インビトロもしくはエキソビボでの細胞、組織および器官)に与える行為をいう。ヒトの身体への例示的な投与経路は、目(経眼(opthalmic))、口(経口)、皮膚(経皮)、鼻(経鼻)、肺(吸入)、口腔粘膜(口腔内)、耳からのもの、注射(例えば、静脈内、皮下、腫瘍内、腹腔内など)によるものなどであり得る。
本明細書で用いる場合、用語「新生物性疾患」は、良性(非がん性)または悪性(がん性)のいずれかである細胞または組織の任意の異常な増殖をいう。
本明細書で用いる場合、用語「退縮」は、罹病した被験体、細胞、組織または器官が、非病原性の基礎の例示的な被験体、細胞、組織または器官と比べて非病的または低病的状態に戻っていることをいう。例えば、腫瘍の退縮としては、腫瘍量の減少ならびに(1または複数の)腫瘍の完全な消失が挙げられる。
腫瘍悪性度は、腫瘍細胞および腫瘍組織が顕微鏡下でどれほど異常に見えるかに基づいた腫瘍の記述である。これは、腫瘍がどれほど急速に成長および拡延しそうかの指標である。腫瘍の細胞および腫瘍の組織の構成が正常な細胞および組織のものに近い場合、腫瘍は「高分化型」と称される。このような腫瘍は、異常な外観の細胞を有し、正常な組織構造を欠くものであり得る「未分化型」または「低分化型」の腫瘍よりも低速で成長および拡延する傾向にある。鏡検的外観のこのような違いおよび他の違いに基づき、医師は、ほとんどのがんに数値による「悪性度」を割り付ける。腫瘍悪性度を決定するために使用される要素は、異なる型のがん間で異なり得る。
腫瘍悪性度はがんの病期と同じではない。がんの病期は、最初の(原発)腫瘍のサイズおよび/または程度(範囲(reach))ならびにがん細胞が体中に拡延しているか否かを示す。がんの病期は、原発腫瘍の位置、腫瘍サイズ、所属リンパ節転移(近隣リンパ節へのがんの拡延)および存在する腫瘍の数などの要素に基づいたものである
グレード分類システムは、がんの型に応じて異なる。一般に、腫瘍は、異常性の量に応じて1、2、3または4としてグレード分類される。グレード1の腫瘍では、腫瘍細胞および腫瘍組織の構成は正常に近い外観である。このような腫瘍は成長および拡延が遅い傾向にある。対照的に、グレード3およびグレード4の腫瘍の細胞および組織は正常な細胞および組織と外観が似ていない。グレード3およびグレード4の腫瘍は低悪性度の腫瘍よりも急速に成長し、高速で拡延する傾向にある。
乳がんでは、Nottinghamグレード分類システム(また、Scarff−Bloom−Richardsonグレード分類システムのElston−Ellis改良版(modification)とも称される)が通常使用される。このシステムでは、乳房腫瘍を以下の特色:(1)腺管形成:腫瘍組織のうちどれだけ多くが正常な乳(breast(milk))管構造を有しているか;(2)核グレード:腫瘍細胞の核のサイズおよび形状の評価;ならびに(3)分裂速度:どれだけ多くの分裂中の細胞が存在しているか(これは、どれだけ速く腫瘍細胞が成長および分裂しているかの尺度である)に基づいてグレード分類する。各カテゴリーで1〜3のスコアを得る;スコア「1」は、細胞および腫瘍組織の外観が正常な細胞および組織に最も似ていることを意味し、スコア「3」は、細胞および組織の外観が最も異常であることを意味する。次いで、3つのカテゴリーのスコアを足して3〜9の合計スコアを得る。3つのグレード分類が可能である:(1)合計スコア=3〜5:G1(低悪性度または高分化型);(2)合計スコア=6〜7:G2(中悪性度または中分化型);および(3)合計スコア=8〜9:G3(高悪性度または低分化型)。
III.抗ホルモン療法に対する不応性がんの再感受性化
ホルモン療法(または抗ホルモン療法)は、ER陽性がん(例えば、ER陽性乳がん)を処置するために一般的に使用される全身療法の一形体である。これは、ほとんどの場合、手術後、がんが復活するリスクを低減させるのを補助するための補助療法として使用されるが、術前補助療法処置として同様に使用される場合もあり得る。また、これは、処置後に復活したがん、または拡延したがんを処置するためにも使用される。女性の卵巣は、閉経まではホルモンエストロゲンの主要供給源である。閉経後は、量は少なくなるが、依然として身体の脂肪組織で生成され、この場合、副腎で生成されたホルモンがエストロゲンに変換される。エストロゲンは、ホルモン受容体陽性であるがんの成長を促進させる。乳がんの3例のうち約2例は、ホルモン受容体陽性である、すなわち、ホルモンエストロゲン(ER陽性がん)および/またはプロゲステロン(PR陽性がん)の受容体を含むものである。乳がんに対するホルモン療法のほとんどの型は、エストロゲンが乳がん細胞に作用することを止めるもの、またはエストロゲンレベルを低下させるもののいずれかである。この種の処置はホルモン受容体陽性乳がんに有用であるが、腫瘍がホルモン受容体陰性(ERおよびPRのどちらも陰性)である患者には有用でない。
本明細書に記載の研究により、NAMPT活性化の向上もしくは発現誘導またはNAD合成サルベージ経路もしくはNADレベルの向上によって、抗ホルモン療法で処置したER陽性がん(例えば、乳がんまたは卵巣がん)の処置抵抗性および再発が劇的に低減され得ることが実証されている。さらに、NAD前駆体での処置により、この治療に対して不応性になった、または以前は応答性でなかった腫瘍細胞、例えば、ER陽性およびER陰性のがん細胞が、抗ホルモン療法に再感受性化および感受性化され得ること、ならびに該処置により、抗ホルモン処置に抵抗性である、または抵抗性になった腫瘍細胞を有する患者が恩恵を被るであろうことが示されている。したがって、本発明により、処置抵抗性のがん細胞を抗ホルモン薬に再感受性化させるための方法、または処置不応性がん細胞に苦しんでいる被験体を抗ホルモン処置に再感受性化させるための方法を提供する。好ましい一部の実施形態では、処置対象の患者は既にホルモン療法を受けたことがあり、その過程で、継続的な補助的抗ホルモン処置に対して抵抗性を発現した患者である。本発明の組成物は、補助的抗ホルモン薬でのさらなる処置に対するがん細胞の感受性を増強し得るものである。一部の実施形態では、患者は、ホルモン療法および本発明のNAD上方調節組成物で逐次処置または同時処置され得る。
種々の薬物によるホルモン療法を受けている、または受けたことがある患者が本発明の方法での処置に適している。このようなものとしては、タモキシフェン、アロマターゼ阻害薬およびエストロゲン受容体下方調節薬、例えばフルベストラントが挙げられる。例えば、患者は、タモキシフェンで先に処置してもよく、本発明の治療用組成物とともに同時進行で処置してもよい。タモキシフェンは乳がん細胞のエストロゲン受容体をブロックする。これは、エストロゲンが該受容体に結合して該細胞を増殖および分裂させることを止めるものである。タモキシフェンは、乳房細胞においては抗エストロゲン様に作用するが、子宮および骨などの他の組織ではエストロゲン様に作用する。これは、一部の組織ではエストロゲン様に作用するが、他の一部の組織では抗エストロゲン様に作用するため、選択的エストロゲン受容体モジュレーターまたはSERMと称される。ホルモン受容体陽性浸潤性乳がんを有する女性では、手術後5年間、タモキシフェンを服用すると、がんが復活する可能性が約半分低減され、患者がより長く生きることが補助される。また、これは他方の乳房における新たな乳がんのリスクを低下させる。最近のいくつかの研究では、タモキシフェンを10年間服用することが、さらにより有用であり得ることが示されている。ホルモン受容体陽性である非浸潤性乳管癌(DCIS)に対して処置された女性では、タモキシフェンを5年間服用するとDCISが復活する可能性が低下する。また、これは、浸潤性乳がんになる可能性も低下させる。また、タモキシフェンは、転移性乳がんを有する女性においても腫瘍の成長を止め、さらには縮小させ得る。また、これは、乳がんを発症するリスクが高い女性のリスクを低下させるためにも使用され得る。
抗ホルモン処置薬の他の例としては、トレミフェン(フェアストン(登録商標))、フルベストラント(フェソロデックス(登録商標))、アロマターゼ阻害薬(AI)、酢酸メゲストロール(Megace(登録商標))およびアンドロゲン(男性ホルモン)が挙げられる。トレミフェンはタモキシフェンと同様の薬物である。これもまたSERMであり、同様の副作用を有する。これは、転移性乳がんの処置のみに対して承認されている。この薬物は、タモキシフェンを使用しており、効かなくなった場合は、おそらく効かない。フルベストラントは、まずエストロゲン受容体をブロックし、次いで一時的に消去もする薬物である。これはSERMではない、すなわち、全身において抗エストロゲン様に作用する。フルベストラントは、ほとんどの場合、他のホルモン薬(タモキシフェンなど、多くの場合、アロマターゼ阻害薬)が効かなくなった後に、進行(転移性乳がん)を処置するために使用される。これは、現在、FDAにより、もはやタモキシフェンまたはトレミフェンには応答しない進行乳がんを有する閉経後の女性における使用に対してのみ承認されている。これは、場合によっては、閉経前の女性において、多くの場合、黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)アゴニストと併用して卵巣機能を止めるために「適用外」使用される(下記参照)。
アロマターゼ阻害薬(AI)は、患者においてエストロゲンレベルを低下させ得る薬物である。閉経後の女性におけるエストロゲン産生を止める3つの薬物:レトロゾール(フェマーラ)、アナストロゾール(アリミデックス)およびエキセメスタン(アロマシン)が、初期乳がんおよび進行乳がんの両方の処置に対して承認されている。これは、閉経後の女性において少量のエストロゲンの生成を担う脂肪組織内の酵素(アロマターゼ)をブロックすることにより奏功する。これは、卵巣がエストロゲンを生成するのを止めることはできないため、卵巣が機能していない(閉経後などの)女性においてのみ有効である。これらの薬物は丸剤として毎日服用される。これまで、これらの各薬物ならびにその他のものは、乳がんの処置に効くようである。いくつかの研究で、これらの薬物が、補助的(手術後の)ホルモン療法として閉経後の女性において、タモキシフェンと比較されている。これらの薬物の単独またはタモキシフェンの後のいずれかでの使用は、タモキシフェンを5年間使用するだけよりも、後にがんが復活するリスクが、より良好に低減されることが示されている。
酢酸メゲストロール(Megace(登録商標))は、通常、がんがその他のホルモン処置薬に応答しない女性に対する進行乳がんのホルモン処置薬として使用され得るプロゲステロン様薬物である。その主な副作用は体重増加であり、これは、場合によっては、進行がんを有する患者の体重減少を逆転させるために高用量で使用される。アンドロゲン(男性ホルモン)は、他のホルモン処置薬が進行乳がんに対して試された後に考慮されるのは稀であり得る。これは、場合によっては有効であるが、体毛の増加および声が太くなるなどの男性的な特徴の発現が引き起こされ得る。
また、診断時にエストロゲン受容体αがなかったため、ホルモン療法を受けたことがない患者も本発明の方法での処置に適している。このようなものとしては、タモキシフェンまたはアロマターゼ阻害薬をNAD+またはNAMPTを上方調節する薬剤と合わせて使用することが挙げられる。がん細胞、例えばトリプルネガティブ乳がんは、他のエストロゲン受容体、例えばエストロゲン受容体βを抗ホルモン療法の潜在的標的として発現している場合があり得る。本発明の組成物は、ERα陰性(ER陰性)乳がん細胞を補助的抗ホルモン薬での処置に対して感受性化し得るものである。これにより、現在、毒性で非効率的な処置にしか供され得ないこの群の患者に対して新しい処置選択肢が提供される。
IV.NAMPTまたはNADを上方調節することによるホルモン療法の有効性の向上
本発明により、がんに苦しんでいる、またはがん発症リスクがある患者を処置するためのホルモン療法(補助的抗ホルモン療法)との併用に有用な組成物および治療レジメンを提供する。本発明の一部の組成物は、抗ホルモン療法のための薬剤(例えば、タモキシフェン)と本明細書に記載のNADまたはNAD/NADH酸化還元を上方調節するための薬剤の組み合わせを含有するものである。一部の態様では、本明細書に記載の治療用薬剤は、乳がんおよび卵巣がんの抗ホルモン処置の有効性を向上させるために使用される。乳がんでは、新たな症例(米国では年間173,880例)のうち75%がERであり、抗ホルモン療法で処置可能なものである。これらのER症例のうち40%は抗ホルモン療法に応答しない。卵巣がんでは、新たな症例(米国では年間18,309例)のうち86%がERである。NAD前駆体による処置について本明細書において例示しているように、本発明者らは、抗ホルモン療法の有効性が、NAMPTを活性化させるため、NAMPT発現を誘導するため、NAD合成サルベージ経路を向上させるため、または他の様式でNADレベルを上方調節するための手段によって向上し得ることを実証した。NAMPTの活性化または発現誘導、NAD合成サルベージ経路の向上、または他の手段によるNADレベルの上方調節により、抗ホルモン療法で処置したER陽性がん(例えば、乳がんまたは卵巣がん)の抵抗性および再発が劇的に低減され得る。したがって、本発明により、抗ホルモン療法を、NADレベル(もしくはNAD/NADH酸化還元バランス)またはNAMPTの活性(酵素活性化もしくは発現誘導)を上方調節するレジメンを併用する治療方法を提供する。
また、この治療レジメンは、抗ホルモン療法で処置した患者のER陽性がんおよび他の腫瘍の再発および進行の予防にも使用され得る。例えば、標準治療と併用する場合、臨床的疾患症状の非存在を特徴とする無症候期間を長くするため、およびがん進行を低速化して全般的に患者の生存期間を長くするために、NAD前駆体での処置によるNAD/NADH代謝のモジュレーションが、ER陽性乳がん再発の予防に使用され得る。有効性がNAD代謝のモジュレーションの恩恵を被る標準治療の治療薬は、本明細書に記載の抗ホルモン療法薬、例えば、抗エストロゲン薬(例えば、タモキシフェン)、アロマターゼ阻害薬、およびエストロゲン受容体下方調節薬、例えばフルベストラントである。これらは、閉経前および閉経後の状況でER陽性乳がんを有する患者に広く使用されている主要な治療薬である。また、抗ホルモン療法は、高リスクの女性において乳がんを予防するためにも使用される。
また、本発明の治療方法は、ER陰性乳がんの再発および進行の予防にも使用され得る。例えば、NAD前駆体での処置によるNADレベルの誘導が、原発腫瘍の外科的除去および/または放射線処置もしくは化学療法処置後のトリプルネガティブ乳がん再発の予防に使用され得る。さらに、NAD前駆体での処置により、トリプルネガティブ乳がんが抗ホルモン療法に対して感受性化され得る。NAD前駆体と抗ホルモン共処置薬の併用により腫瘍再発が低減され得、患者の生存期間が長くなり得る。
任意のこのような状況において、NAD代謝のモジュレーションにより、がん発症もしくはがん成長(例えば、乳がん)の予防が補助され得、がんを有する患者に対する抗ホルモン療法の治療有効性が向上され得、抗ホルモン療法後の疾患再発が予防され得、それに加えて、上記のように、抗ホルモン療法に抵抗性である、または抵抗性になった腫瘍細胞が再感受性化され得、トリプルネガティブ腫瘍細胞が抗ホルモン療法に対して感受性化され得る。これは、浸潤性または非浸潤性の原発腫瘍を有する患者(原発腫瘍の外科的除去の前および後)、ならびに転移性疾患を有する患者にも適用される。それにより、NAD代謝の治療的モジュレーションによって標準治療との相乗効果が奏され得、患者の生存期間が長くなり得る。乳がん患者における使用に加え、タモキシフェンまたはアロマターゼ阻害薬などの抗エストロゲン薬は、卵巣がんなどの他の充実性腫瘍を有する患者を処置するためにも有用である。抗ホルモン療法で処置されていたこのような充実性腫瘍を有する患者もまた、NAD上方調節処置と抗ホルモン療法との併用の恩恵を被る。
高レベルのNAMPTを発現するER陽性腫瘍を有する患者ならびに低レベルのNAMPTを発現するER陽性腫瘍を有する患者が、どちらも抗ホルモン処置とNAD上方調節処置(例えば、NAD前駆体またはNAMPT発現の誘導による)の併用の恩恵を被り得る。低NAMPT発現腫瘍を有する患者では、予後判定が不良な患者ほど、かかる併用処置によって生存期間が有意に長くなり得る。本発明の治療レジメンにより、ER陽性がん(例えば、乳がんおよび卵巣がん)の抗ホルモン処置に対する抵抗性が劇的に低減され得、以前に抗ホルモン療法で処置されたがんの再発がブロックされ得る。特に、ほとんどの乳がんはER陽性であり、したがって多くの場合、抗ホルモン療法で処置される。本発明の方法によるこの治療の有効性の向上と処置抵抗性および疾患再発の予防により、乳がん患者の生存率が有意に向上し得る。また、NAD前駆体での処置によって抗ホルモン療法の抗増殖効果が向上するという本発明者らの観察結果に基づくと、NAD上方調節により、臨床的に効率的な低用量での抗ホルモン療法が可能になり得、5年間までを超える抗ホルモン療法の長期使用が可能になり、生活の質を保持したまま全般的な転帰が最適化され得る。
また、トリプルネガティブ腫瘍を有する患者も、この新しい組み合わせによる処置選択肢の恩恵を被り得る。本明細書に記載のように、本発明の治療レジメンは、トリプルネガティブ腫瘍の再発を予防し、患者の生存率を有意に向上させ得るものである。
一般に、本発明の治療方法では、最終的にNADレベルが上方調節され、がん処置の有効性が向上され得る薬剤が使用される。本発明の種々の実施形態において、NADレベルまたはNAD/NADH酸化還元比を上方調節し得る薬剤が、抗ホルモン療法による処置を受けたことがある、または受けているがん患者に投与される。好ましい一部の実施形態では、該薬剤は、乳がんまたは卵巣がんの抗ホルモン処置の有効性を向上させるために使用される。以下に詳述するように、NAD上方調節は、例えば、NAMPTの発現もしくは細胞内レベルを向上させること、またはNAD合成もしくはNAD/NADH酸化還元バランスを追加刺激することによって行われ得る。一部のこのような実施形態では、該方法は、NAD前駆体の使用によってNADレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランス(NAD/NADHレベルの比)を直接上方調節することに依存するものである。他の一部の実施形態では、治療効果は、例えば、NAMPT発現の誘導によるNAMPT活性化によって得られる。
腫瘍細胞におけるNADレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランスの上方調節は種々の手段によって行われ得る。このようなものとしては、NAD/NADH酸化還元経路と非酸化還元経路の両方のモジュレーションが挙げられる。これらの経路はすべて、当該技術分野でよく知られた、または本明細書に記載の方法またはプロトコルに従ってモジュレートされ得る。いくつかのNAD/NADH酸化還元経路は、モジュレートすると、本発明においてNAD/NADH酸化還元バランスが上方調節され得る。NADが合成されたら、これは、NADHに還元されて電子担体としての機能を果たすか、またはNADPにリン酸化され、さらにNADPHに還元されるかのいずれかである。NADHおよびNADPHは異化反応において酸化される。NADP/NADPHバランスは細胞内NAD/NADH酸化還元状態に影響を及ぼす(例えば、Ying,Antioxid.Redox Signal.10,179−206,2008参照)。異化経路および同化経路などの細胞内NAD/NADH酸化還元バランスをモジュレートする治療標的となり得る経路としては、解糖経路、ペントースリン酸経路および細胞質基質内NAD再生経路が挙げられる。
好気的解糖(ワールブルク効果)は、おそらく、腫瘍細胞においてみられる最も一般的な代謝性変化である。解糖によりATP、NADHおよび重要代謝中間体が生成する。NADからのNADHはGAPDHによって生成する。ペントースリン酸経路は、NADPHの生成に重要である(例えば、脂肪酸の合成およびグルタチオンの再生のため)、ならびにヌクレオチド生合成の重要中間体、例えばNADの生成に重要である。ペントースリン酸経路はエネルギー経路ではないが、解糖中間体グルコース−6−Pによってもたらされる。この経路の活性化により、腫瘍サプレッサp53によって制御され得る解糖フローが調節される。
また、細胞質基質内NAD再生およびNADH細胞質基質/ミトコンドリア間シャトルの経路のモジュレーションも本発明に適している。高解糖速度はNADレベルを低下させる。そのため、解糖自体およびセリン合成などのNAD依存性代謝反応が劇的に低減される。細胞質基質内のNADを回復させるために、細胞は次の3つの経路を利用する:a)腫瘍細胞において高度に活性な乳酸デヒドロゲナーゼ。b)グリセロール3−Pシャトル、これは、1個の電子が細胞質基質内NADHからミトコンドリアFADHに移動し、これによりミトコンドリア複合体IIがもたらされる。グリセロール3−Pシャトルの許容量は腫瘍細胞では低いことがわかった。c)1個の電子が細胞質基質内NADHからミトコンドリアNADHに移動する代替経路であるリンゴ酸アスパラギン酸シャトル。ミトコンドリアにおいて、複合体IによりNADHからNADが再生される。
本発明の実施におけるモジュレーションに適した他のNAD/NADH酸化還元経路としては、脂質合成、クエン酸回路(TCA)経路、グルタミノリシス、β酸化経路、ミトコンドリア呼吸経路、およびニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ(NNT)が挙げられる。これらの任意の経路のモジュレーションはすべて、直接または間接的にNAD/NADH酸化還元バランスを改変し得る。NADPHは、脂質合成中にNADPに酸化される(Kaelin et al.,Nature 465,562−4,2010)。TCA回路は、代謝中間体ならびにNADHおよびFADH(これらは、それぞれ複合体Iおよび複合体IIにOXPHOSをもたらす)の中心的供給源である。グルタミノリシス経路では、腫瘍は、NADHの生成によってエネルギーを生産するため、および重要代謝中間体を生成させるために高レベルのグルタミンを利用する。β酸化経路によりNADHおよびFADHが生成し、これらは、ミトコンドリア内への脂肪酸の輸送後、カルニチンシャトルによってOXPHOSをもたらす。ミトコンドリア呼吸経路に関して、ミトコンドリアの活動の向上によりNAD/NADH比の増大がもたらされる(Santidrian et al.,J.Clin.Invest.123:1068−1081,2013)。ミトコンドリアの活動を向上させるための方策としては、カロリー制限またはグルコース枯渇を誘導または模倣するアプローチが挙げられる。さらに、ミトコンドリア複合体Iの活性を向上させるための方策、例えば、セレンまたはレスベラトロールでの処置によってNAD/NADH比の増大がもたらされ、これにより、さらに、抗ホルモン療法の有効性が向上し得る。例えば、Mehta,mitochondrial biogenesis,and reduces infarct volume after focal cerebral ischemia.BMC Neurosci.13,79,2012;およびDesquiret−Dumas et al.,J.Biol.Chem.288,36662−75,2013を参照のこと。最後に、ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ(NNT)は、ミトコンドリア内に存在するプロトンポンプ酵素であり、NADPをNADPHに還元し(NADHを電子供与体として利用する)、ミトコンドリア内のNADレベルを増大させる。例えば、Gameiro et al.,J.Biol.Chem.288,12967−77,2013;およびSites et al.,J.Biol.Chem.288,12978−12978,2013;およびOlgun,Biogerontology 10,531−4,2009を参照のこと。
NAD/NADH酸化還元経路以外に、腫瘍細胞におけるNADレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランスの向上もまた、本発明の実施におけるNAD非酸化還元経路のモジュレーションによって実現され得る。このようなものとしては、例えば、NAD合成またはNAD消費経路が挙げられる。合成されたら、NADは、NAD依存性酵素(主にPARP、サーチュインまたはCD38)によって消費され得る。NAD依存性酵素経路を調節するNAD合成または消費経路をモジュレートすることにより腫瘍細胞のNAD代謝の治療的向上を得るべき機会は数多く存在する。
NAD合成のモジュレーションはNAD前駆体を使用することにより行われ得る。細胞内NADレベルは、前駆体、主にNAMおよびNICからのNADの生合成によって制御されるが、ニコチンアミドリボシド(NR)およびトリプトファンによっても制御される。他の潜在的前駆体としては、NAD代謝中間体、例えば、キヌレニン、2−アミノ−3−カルボキシムコン酸−6−セミアルデヒドデカルボキシラーゼ、キノリン酸、ニコチン酸モノヌクレオチド、ニコチン酸アデニンジヌクレオチド、ニコチンアミドモノヌクレオチドが挙げられる(Ying,Antioxid.Redox Signal.10,179−206,2008)。また、NAD合成の調節は、NADの合成に関与している酵素の活性の発現をモジュレートすることによっても行われ得る。かかる酵素の例としては、NRK1、NRK2、QPET、NAPRT、NMNAT1、NMNAT2およびNMNAT3が挙げられる。例えば、Chiarugi et al.,Nat.Rev.Cancer 12,741−52,2012を参照のこと。
また、本発明の実施におけるNADレベルのモジュレーションは、NAD消費経路を調節することによっても行われ得る。数百の代謝反応に加え、NADはまた、NAD消費酵素、例えばPARP、サーチュインおよびCD38によっても利用される。例えば、Koch−Nolte et al.,FEBS Lett.585,1651−6,2011;Xu et al.,Mech.Ageing Dev.131,287−98,2010;およびImai et al.,Diabetes.Obes.Metab.15 Suppl 3,26−33,2013;Zhang et al.,J.Biol.Chem.284,20408−17,2009;Zhang et al.,J.Bioanal.Biomed.3:13−25,2011;Galli et al.,Cancer Res.70,8−11,2010;およびKirkland,Curr.Pharm.Des.15,3−11,2009を参照のこと。また、任意のこのような酵素の酵素活性の発現のモジュレーションにより、腫瘍細胞においてNAD/NADH酸化還元バランスの改変がもたらされ得る。
NADレベルまたはNAD/NADHレベルを直接モジュレートすること以外に、本発明の方法ではまた、NAMPTの発現または細胞内レベルを追加刺激し得る化合物または手段が使用され得る。例えば、該方法では、遺伝子治療を用いてNAMPTレベルを向上させ、抗ホルモン療法後の腫瘍再発を予防することができる。遺伝子治療では、例えば、NAMPTの標的化発現のため、NAMPTをコードしている治療用導入遺伝子の腫瘍細胞特異的送達が使用され得る。あるいはまた、NAMPT発現の向上は、幹細胞ベース遺伝子送達または腫瘍マーカー標的化遺伝子送達によって行われ得る。
他の一部の実施形態において、本発明の治療方法に使用される薬剤は、グルコース枯渇を誘導してNAMPT発現を向上させ得る化合物である。このようなものとしては、血液中のグルコースレベルを低下させ得る処置薬(メトホルミンなど)、腫瘍細胞によるグルコースの利用を阻害し得る処置薬(2−デオキシグルコースなど)、およびインスリンまたはIGFのレベルを低下させ得る処置薬が挙げられる。
V.ホルモン療法の転帰の予後判定、診断およびモニタリング
本発明者らが実証したように、高NAMPTレベルは、タモキシフェン処置したER陽性乳がん患者における良好な予後および転帰と相関している。同様に、高NADレベルまたは高NAD/NADHレベル比もまた、抗ホルモン療法後のがん再発の低リスクと相関している。したがって、腫瘍におけるNAMPT発現レベルおよび/またはNADレベルは、抗ホルモン療法で処置した場合、処置下で進行するかまたは処置終了後に再発するリスクが高い患者を認定するための重要な指標であり得る。これらの測定値により、生存率を向上させるためのさらなる処置が必要であり得る、または該さらなる処置で最も恩恵を被り得る患者が認定され得る。例えば、腫瘍において低NAMPTレベルおよび/または低NADレベルを有し、抗ホルモン療法後にがん再発が起こりそうな患者の認定により、ER陽性がんを有する患者を処置し、全般的な転帰を改善するための早期の代替/さらなるストラテジーを採用することが容易になる。
したがって、本発明により、がんに対する抗ホルモン療法を受けたことがある、受けている、または受けるつもりである患者におけるホルモン療法の転帰または処置効果(例えば、がんの再発および転移)の予後判定、診断およびモニタリングための方法を提供する。一般に、診断は、患者の現在の病状の判定(例えば、再発の有無)であり、予後判定は、患者の将来的に進展する過程(例えば、将来的に再発が起こるリスクまたは処置に応答して改善する尤度)である。一部の実施形態では、がん患者(例えば、乳がんまたは卵巣がんに苦しんでいる被験体)は、抗ホルモン処置の効果がありそうかを診断または予後判定するためにかかる本発明の方法で検査され得る。好ましい一部の実施形態では、該方法は、乳がん、特にER陽性乳がんの抗ホルモン療法の診断または予後判定に関するものである。本発明の方法を用いてモニタリングされ得る処置効果としては、例えば、治療後の再発のリスク、遠隔転移および生存期間が挙げられる。
本発明の診断方法または予後判定方法は典型的には、NAMPTの発現もしくは細胞内レベル、NADレベルまたはNAD/NADHレベルの比を、被験体に存在する、または被験体から採取した腫瘍細胞において測定することを伴うものである。測定は、好ましくは、抗ホルモン処置の開始前に行われる。また、処置中および処置後に、さらなる測定も行われ得る。腫瘍において測定されたNAMPT発現レベル(またはNADレベルもしくはNAD/NADHレベルの比)を標準レベルまたは参照レベルと比較することにより、予後判定方法によって、抗ホルモン療法後に再発するリスクが高い乳がん(または卵巣がん)患者を認定することが可能になる。これにより、がんを有する患者を処置し、全般的な転帰を改善するための早期の代替手段またはさらなる手段を採用することが容易になり得る。
腫瘍におけるNAMPT発現レベル(またはNADレベルもしくはNAD/NADHレベルの比)の測定は、当該技術分野で常套的に実施されている、または本明細書に具体的に例示した標準的な手法によって行われ得る。NAMPTの発現レベルはタンパク質レベルまたは核酸レベルで測定され得る。測定されるレベルは、発現産物の濃度の形の絶対的なものであってもよく、試料中の別の発現産物に対する目的の発現産物の相対濃度の形の相対的なものであってもよい。例えば、遺伝子の相対発現レベルは、試料中のハウスキーピング遺伝子の発現レベルに相対して示され得る。また、発現レベルを任意単位で、例えばシグナル強度に関連させて示してもよい。
一例としてNAMPT発現レベルを使用し、個々の発現レベルは、絶対的であれ相対的であれ、1つ以上の参照点との比較によって再発または転移の存在またはリスクの表示をもたらす値または他の表記に変換され得る。参照点としては、抗ホルモン療法を受けたことがあり、再発もしくは転移がない被験体におけるNAMPTの平均発現レベルの測定値および/または抗ホルモン療法を受けたことがあり、再発もしくは転移を有する被験体における発現レベルの平均値が挙げられ得る。また、参照点としては、抗ホルモン療法を受けたことがあるがん患者(がん再発を有する患者、有しない患者を含む)においてみられるスケール値も挙げられ得る。かかる参照点は、試料において測定された値に関する絶対濃度または相対濃度の形で示され得る。
測定されたNAMPT発現レベルと参照レベル(1つまたは複数)間の比較のため、場合によっては、該参照レベル(1つまたは複数)との比較のために、測定されたレベルを正規化する(またはその逆の)必要がある。正規化は、がん再発または転移に無関連の発現レベルの変化(例えば、患者の全般的な健康状態の差または試料調製の差に由来するもの)を消去するため、または少なくとも最小限にする役割を果たす。正規化は、試料において測定された発現レベルのプロフィールの平均化にどの要素が必要とされるかを、参照レベルを求めた一組の参照試料における発現レベルを用いて決定することにより行われ得る。異なる組の発現レベル間でかかる正規化を行うための市販のソフトウェアが入手可能である。
測定されたNAMPT発現レベルと上記の1つ以上の参照点との比較により、がん再発に対する尤度または易発生性の値(すなわち、数値)または他の表記(例えば、記号もしくは文言(1つもしくは複数))を得る。一部の方法では、二元システムが使用される;すなわち、測定された遺伝子の発現レベルが、度合いに関係なく、がん再発の存在もしくは易発生性またはそれがないことを表示する値または他の表記に割り付けられる。例えば、発現レベルは、がん再発の存在または易発生性を示す+1、およびがん再発の非存在または易発生性なしを示す−1の値に割り付けられ得る。かかる割り付けは、測定された発現レベルが、がん再発を有する乳がん患者における平均レベルに近いのか、またはがん再発を有しない乳がん患者における平均レベルに近いのかに基づいたものであり得る。他の方法では三元システムが使用され、この場合、発現レベルは、がん再発の存在もしくは易発生性またはそれがないことを表示する値または他の表記か、または発現レベルに情報価値はないという値または他の表記に割り付けられる。かかる割り付けは、発現レベルが、がん再発が起こっている乳がん患者における平均レベルに近いのか、がん再発がない乳がん患者における平均レベルに近いのか、またはかかるレベルの中間であるのかに基づいたものであり得る。例えば、発現レベルは、がん再発が起こっている患者における平均レベルに近いのか、がん再発が起こっていない患者における平均レベルに近いのか、または中間であるのかに応じて+1、−1または0の値に割り付けられ得る。他の方法では、具体的な発現レベルがスケール値に割り付けられ、この場合、上限レベルは、患者ががん再発に対して易発生性であり得る規定の時点(例えば、術後1年目)における乳がん患者においてみられた最も高い発現レベルの尺度であり、該スケールの最も低いレベルは、乳がん患者においてみられた最も低い発現レベルの尺度である。好ましくは、かかるスケールは、同じスケールが異なる遺伝子にも使用され得るような正規化されたスケール(例えば、0から1まで)である。択一的に、測定された発現レベルのかかるスケール上の値は、スケールの上限レベルががん再発の存在もしくは易発生性またはそれがないことと関連しているかどうかに応じて陽性である、または陰性であると示される。用法が異なる遺伝子でも一貫している限り、がん再発またはそれがないことに対して、陽性という標示を使用しようが陰性という標示を使用しようが問題ではない。
一部の実施形態では、患者における抗ホルモン療法の効果の予後判定を得るために、腫瘍においてNAMPT発現レベルとNAD/NADHレベルの比の両方が測定され得る。このような方法では、NAMPT発現レベルおよびNAD/NADHレベルの比について得られた値または表記を合わせ、集計値が得られ得る。各レベルが、発現レベルががん再発の存在または易発生性を示す場合は+1、および発現レベルががん再発の非存在または易発生性なしを示す場合は−1、および情報価値のない場合はゼロであってもよいスコアに割り付けられる場合、それぞれの値が足し算によって合わされ得る。スケールの上限点ががん再発の存在もしくは易発生性またはそれがないことと関連しているかどうかに応じて、各レベルが同じ正規化スケール上の値に割り付けられ、陽性である、または陰性であると割り付けられる場合、同じアプローチが使用され得る。疾患の個々のバイオマーカーの値を合わせ、単独マーカーとして使用され得る総合値にする他の方法は米国特許出願公開第20040126767号および国際公開第2004/059293号に記載されている。
上記の方法により、患者における測定されたレベルの集計によって、抗ホルモン療法後、がんの再発もしくは転移を有している可能性があるかどうか、またはがんの再発もしくは転移が発生しそうかどうかを示す患者に関する値または他の表記が示され得る。かかる値は、患者が再発/転移のリスクを有する、もしくはそのリスクが高い、または逆に、再発/転移のリスクがない、もしくはそのリスクが低い、のいずれかであることの表示を示す。リスクは相対的用語であり、ある患者のリスクが他の患者のリスクと定性的または定量的のいずれかで比較される。例えば、ある患者の値が、再発を有する処置されたがん処置患者の集団のスケール値と比較され、該患者のリスクが他の患者のリスクと比べてどうであるかが判定され得る。
VI.医薬組成物およびキット
本明細書に開示したNAMPT発現、NADレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する薬剤(例えば、NAD前駆体)とその他の治療用薬剤は、処置を必要とする被験体に直接投与され得る。しかしながら、このような治療用化合物は被験体に、該薬剤および/または他の活性薬剤を薬学的に許容され得る担体、希釈剤または賦形剤と一緒に含む単位投薬形態の医薬組成物で投与されることが好ましい。したがって、本発明により、1種類以上の本明細書に開示した薬剤を含む医薬組成物を提供する。また、本発明により、ホルモン療法の有効性を向上させるため、処置抵抗性がんを再感受性化させるため、または本明細書に記載の他の治療的適用のための医薬組成物または医薬の調製におけるこのような薬剤の使用を提供する。本発明の医薬組成物は、本明細書に記載の治療的適用または予防的適用のいずれかのために使用され得る。
典型的には、医薬組成物は、活性成分として、NAMPT発現、NADレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランスを特異的に上方調節する化合物を含有している。一部の組成物は、NAMPT発現、NADレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する多種類(例えば、2種類以上)の化合物の組み合わせを含むものである。本明細書に記載のように、該組成物に、さらに、がんの再発または進行の処置または予防に適した他の治療用薬剤を含有させてもよい。活性成分は典型的には、1種類以上の薬学的に許容され得る担体を用いて製剤化される。医薬用担体は、組成物を強化もしくは安定化させるもの、または組成物の調製を容易にするためのものである。また、これは、その他の成分と適合性であり被験体に対して有害でないという意味において、薬学的および生理学的の両方で許容され得るものである必要がある。薬学的に許容され得る担体としては、生理学的に適合性である溶媒、分散媒、コーティング、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤などが挙げられる。使用される薬学的に許容され得る担体は、本明細書に記載の種々の投与経路に適したものである必要がある。例えば、安定性または薬理学的特性を向上させるため、NAMPT発現(またはNADレベルもしくはNAD/NADH酸化還元バランス)を上方調節する化合物を、投与前に担体タンパク質(オボアルブミンまたは血清アルブミンなど)と複合体形成してもよい。適切な薬学的に許容され得る担体を選択するためのさらなる手引きは、当該技術分野において、例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,Mack Publishing Co.,第20版,2000に示されている。
本発明の医薬組成物は、当該技術分野でよく知られ常套的に実施されている方法に従って調製され得る。例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,Mack Publishing Co.,第20版,2000;およびSustained and Controlled Release Drug Delivery Systems,J.R.Robinson編,Marcel Dekker,Inc.,New York,1978を参照のこと。医薬組成物は、好ましくはGMP条件下で製造される。非経口投与のための製剤には、例えば、賦形剤、滅菌水もしくは生理食塩水、ポリアルキレングリコール(ポリエチレングリコールなど)、植物起源の油、または水素化ナフタレン(napthalene)が含有され得る。生体適合性生分解性のラクチドポリマー、ラクチド/グリコリドコポリマーまたはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーは、該化合物の放出を制御するために使用され得る。本発明の分子のための他の潜在的に有用な非経口送達系としては、エチレン−酢酸ビニルコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、埋込み可能な輸注システムおよびリポソームが挙げられる。吸入のための製剤は、賦形剤(例えば、ラクトース)を含有するものであってもよく、例えば、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グリココレートおよびデオキシコレートを含有する水性液剤であってもよく、経鼻滴剤の形態で、またはゲル剤としての投与のための油性液剤であってもよい。
医薬組成物は種々の形態に、例えば、顆粒剤、錠剤、丸剤、坐剤、カプセル剤、懸濁剤、軟膏、ローション剤などに調製され得る。製剤中の治療活性化合物の濃度は約0.1から100重量%までで種々であり得る。治療用製剤は、製薬技術分野でよく知られた任意の方法によって調製される。治療用製剤は、処置に使用され得る任意の有効な手段によって送達され得る。例えば、Goodman & Gilman’s The Pharmacological Bases of Therapeutics,Hardman et al.編,McGraw−Hill Professional(第10版,2001);Remington:The Science and Practice of Pharmacy,Gennaro(編),Lippincott Williams & Wilkins(第20版,2003);およびPharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems,Ansel et al.(編),Lippincott Williams & Wilkins(第7版,1999)を参照のこと。
本発明の方法における使用のためのNAMPT発現(またはNADレベルもしくはNAD/NADH酸化還元バランス)を上方調節する薬剤は被験体に、所望の治療効果(例えば、がんの再発または転移の解消または改善)がそれを必要とする被験体においてもたらされるのに充分な量で投与する必要がある。典型的には、治療に有効な用量または治療に効果がある用量の該薬剤が本発明の医薬組成物に使用される。本発明の医薬組成物中の活性成分の実際の投薬量レベルは、具体的な被験体、組成物および投与様式で被験体に対して毒性になることなく所望の治療応答が得られるのに有効な活性成分量が得られるように変更され得る。選択される投薬量レベルは、さまざまな薬物動態学的要素、例えば、使用される具体的な本発明の組成物の活性、投与経路、投与期間および使用される具体的な化合物の排出速度に依存する。また、処置持続期間、使用される具体的な組成物と併用して使用される他の薬物、化合物および/または物質、処置対象の被験体の年齢、性別、体重、体調、一般健康状態および既往歴などの要素にも依存する。至適投薬量を決定するための方法は、当該技術分野において、例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,Mack Publishing Co.,第20版,2000に記載されている。典型的には、医薬有効な投薬量は約0.001〜100mg/kg体重(処置対象の被験体の)であり得る。
本明細書に記載のNAMPT発現(またはNADレベルもしくはNAD/NADH酸化還元バランス)を上方調節する化合物および他の治療レジメンは通常、被験体に多数回に分けて投与される。各投薬間の間隔は、毎日、毎週、毎月または毎年であり得る。また該間隔は、被験体に使用している該化合物および該他の治療用薬剤の血液レベルを測定することにより示された時点という不規則なものであってもよい。一部の方法では、投薬量は、1〜1000μg/ml、一部の方法では25〜300μg/mlまたは10〜100μg/mlの血漿中化合物濃度が得られるように調整される。あるいはまた、治療用薬剤を徐放製剤として投与してもよく、この場合、必要とされる投与頻度が低くなる。投薬量および頻度は、被験体における該化合物および該他の薬物の半減期に応じて異なる。投薬量および投与頻度は、処置が予防的であるか治療的であるかに応じて異なり得る。予防的適用では、比較的低い投薬量が比較的低頻度の間隔で長期間にわたって投与される。一部の被験体では、一生、処置を受けることが継続され得る。治療的適用では、疾患の進行が低減または停止するまで、好ましくは被験体が疾患の症状の一部または完全な改善を示すまで、比較的短い間隔での比較的高い投薬量が場合によっては必要とされる。その後、被験体には予防的レジメン(regime)が投与され得る。
また、本発明により、本明細書に開示の治療的適用を実施するためのキットを提供する。例えば、本発明により、抵抗性がん細胞を再感受性化させるため、またはER陽性がんもしくはER陰性がんに苦しんでいる被験体のがんの再発もしくは転移の処置のための治療用キットを提供する。本発明の治療用キットは典型的には、活性薬剤として、NAMPTレベルまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する1種類以上の本記載の化合物を備えている。キットに、活性薬剤を投与するための適切な薬学的に許容され得る担体または賦形剤を含めてもよい。キットに適した薬学的に許容され得る担体または賦形剤は、コーティング、等張剤および吸収遅延剤、結合剤、接着剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、フレーバー剤、甘味剤、吸収剤、デタージェントおよび乳化剤であり得る。キットに含めることができる他の試薬としては、酸化防止剤、ビタミン、ミネラル、タンパク質、脂肪および炭水化物が挙げられる。
治療用キットに、さらに試薬を包装するための包装材を含めてもよく、該包装材内または該包装材上に注意事項を含めてもよい。キットに、さらに、使用のための適切な使用説明書およびキットの内容物の意図される使用を表示したラベルを含めてもよい。使用説明書は任意の書面または記録材に存在させ、キット上に、もしくはキットとともに供給するか、または別の様式でキットに付属させる。
本発明の治療用キットは、本明細書に記載の一部の治療的適用(例えば、ホルモン療法の有効性の向上)では単独で使用され得る。また、他の既知の治療レジメン(regiment)と一緒に使用してもよい。例えば、ER陽性またはER陰性のがんに苦しんでいる被験体に、この治療用キットがホルモン療法のための既知の薬物(例えば、タモキシフェン)とともに使用され得る。本発明の治療用組成物および他の既知の処置レジメンは被験体に、本明細書に記載のように逐次投与しても同時投与してもよい。本発明のこのような治療的適用はすべて、キットの使用説明書に表示され得る。
[実施例]
以下の実施例は、本発明のさらなる実例を示すために示したものであって、本発明の範囲を限定するために示したものではない。本発明の他の変形例は、当業者に容易に自明となり、添付の特許請求の範囲に包含される。
[実施例1]
がん治療の有効性および抵抗性に影響を及ぼす代謝経路
腫瘍発生およびがん進行を駆動する機構をよりよく理解するため、本発明者らは、乳がん細胞における細胞内エネルギー代謝を解析した。本発明者らは、具体的には、腫瘍進行および治療抵抗性において役割を果たしている可能性のためNAD合成サルベージ経路に着目した。本発明者らは、主な型の乳がん処置に対する治療有効性および抵抗性の発現に影響を及ぼす具体的な代謝経路を特定した。
抗ホルモン療法に対するER陽性乳がん細胞の応答性に対するNAMPT発現の効果を直接解析するため、本発明者らは、NAMPT発現のモジュレーションが、臨床的に広く使用されているERアンタゴニストであるタモキシフェン(これは、その活性代謝産物4−ヒドロキシタモキシフェンを介して作用する)に対する腫瘍細胞の応答性に影響を及ぼすかどうか、およびどのように影響を及ぼすのかを調べた。これを行うため、本発明者らは最初に、ともにルミナルAであり、増殖にエストロゲンを必要とするER陽性ヒト乳がん細胞株であるMCF7およびT47D細胞におけるNAMPT発現を測定した。本発明者らは、NAMPTがこれらの細胞において発現されていることを見出し、本発明者らは、shRNAアプローチを用いてNAMPT発現を実験的に低減させることにより研究モデルを作製した。shRNA(shNAMPT)での安定な形質導入によるMCF7およびt47D細胞内へのNAMPTの標的化により、NAMPT mRNAレベルがそれぞれ、83%および44%低下し(図3A)、NAMPTタンパク質レベルがそれぞれ、70%および60%低下した(図3B)。shNAMPTでの安定な形質導入により、MCF7とT47Dのどちらの細胞株においても細胞内NADが低減された(図3C)。
重要なことに、本発明者らの結果により、公表されている研究に基づいて予測され得ることとは反対のことが明らかになった。具体的には、タモキシフェンの有効性を向上させるのではなく、ER陽性乳がん細胞におけるNAMPT発現の低減により、MCF7およびT47Dのどちらの細胞においても4−ヒドロキシタモキシフェンの抗増殖有効性が劇的に低下することがわかった(図3D)。この結果は全く予期されないものである。
[実施例2]
NAMPT経路を上方調節することによる抗ホルモン療法の向上
実施例1に記載の結果は全く予期されないことである。それは、文献(例えば、Hsu et al.,Autophagy 5,1229−1231,2009)に示唆されていること、およびストレス誘導性抗がん処置(例えば、抗ホルモン療法)の効果を抑止すると考えられている機構オートファジーがニコチンアミドによって誘導されることを示す本発明者らの独自の以前の研究(Santidrian et al.,J.Clin.Invest.123:1068−1081,2013)とは反対であるためである。実施例1に記載の結果により、さらに、NAMPT経路の活性化によってER陽性乳がん細胞における抗ホルモン療法が向上するかもしれないことが示唆される。
この臨床的に非常に重要な所見(これは、新しい潜在的治療アプローチを示す)をさらに解析するため、本発明者らは、エストロゲン陽性のMCF7およびT47D乳がん細胞のタモキシフェン処置をNAM(ビタミンB3およびNAD前駆体)処置と併用した。図4Aに示したように、NAM処置により4−ヒドロキシタモキシフェンの抗増殖有効性が向上した。重要なことに、これは、内因性レベルのNAMPTを発現している対照細胞とともに、この遺伝子の発現の実験的低減後に低レベルのNAMPTを有する細胞においてもみられた。次に、本発明者らは、NAM処置によって、基底または低レベルのNAMPTを発現しているMCF7細胞においてNADレベルが増大するかどうかを解析した。興味深いことに、本発明者らは、NAMにより、NAMPTの存在が低発現レベルであってもNADレベルが有意に誘導されることを見出した(図4B)。NAD前駆体での処置またはNAMPT下方調節は、MCF7細胞を、10%のFBSを補給したEMEM培地中で培養した場合、該細胞におけるERαの発現および核内局在に影響せず、NAD代謝は、発現または局在ではなく(rather that)ERα活性を調節している可能性があることが示唆される(図4C)。さらに、図5に示したように、別のビタミンB3およびNAD前駆体であるニコチンアミドリボシド(NR)では、ER+/NAMPT低乳がん細胞におけるタモキシフェン感受性の回復においてNAMよりも強力な活性が示された。このようなデータは、NAMPTの存在が低発現レベルであっても、NAD前駆体での処置により、ER陽性乳がん細胞における抗ホルモン療法の治療有効性が有意に向上することを示す。このような所見により、NAD前駆体での処置によって、NAMPT発現が低い場合であってもタモキシフェン処置に対してER陽性乳がん細胞が感受性化されること;および乳がん細胞におけるNAMPTレベルが、NADレベルのモジュレーションによってER陽性乳がん細胞のタモキシフェン応答性を調節し得ることが示唆される。
エストロゲン依存性成長およびタモキシフェン処置におけるNAMPTおよびNADサルベージ経路の調節的役割をさらに解析するため、本発明者らは最初に、MCF7バリアント細胞がエストロゲン無含有培地中で成長する能力を解析した。本発明者らは、対照細胞(MCF7shCT)細胞の成長は、EMEMフェノールレッド無含有培地(フェノールレッドの非特異的エストロゲン模倣効果を回避するため)と10%チャコール処理済血清(血清からエストロゲンを消去するため)中で培養した場合、劇的に低減されることを見出した。重要なことに、低NAMPT発現MCF7細胞(shNAMPT)は、エストロゲンの非存在下であっても増殖能を有していた(図6A)。興味深いことに、17−β−エストラジオール(E2)は、MCF7 shCT細胞において増殖を誘導したが、MCF7 shNAMPT細胞では誘導せず、4−ヒドロキシタモキシフェン処置は、MCF7 shCT細胞において増殖を低減させることができたが、shNAMPTではできなかった(図6B)。重要なことに、NAM処置は、MCF7 shCT細胞におけるエストロゲン誘導性増殖、MCF7 shNAMPT細胞のエストロゲン非依存性増殖を劇的に抑止した。さらに、NAM処置は、タモキシフェンの抗増殖効果に対してshCTを感受性化し、shNAMPT細胞を再感受性化した(図6B)。図4Cにおいて、本発明者らは、10%のFBS、エストロゲンの存在とは無関係にERαの局在をモジュレートするホルモンおよび成長因子を含有する血清を補給したEMEM培地中でMCF7細胞を培養した場合の該細胞におけるERαの局在を解析した(Muriel Le Romancer et al.,Endocrine Reviews,October 2011,32(5):597−622)。リガンド依存性ERα核内局在のモジュレートに対するNAMPTおよびNAM処置の役割をより深く解析するため、本発明者らは、細胞をフェノールレッド無含有EMEM/10%のチャコール処理済FBS中で培養することにより、細胞から成長因子およびエストロゲンを含むホルモン(あれば)を72時間欠乏させた。次いで、乳がん細胞を24時間、10nMのE2とともに、もしくはなしで、または10nMのE2+10mMのNAMとともに培養した。細胞の蛍光イメージングにより、対照(shCT)とNAMPTノックダウン(shNAMPT)細胞(対比)においてERαの細胞成分内局在に有意差が示された(図6C)。エストロゲンの非存在下では、ERαは対照細胞の細胞質内に分布していたが、shNAMPT発現細胞では、ERαは核内に濃縮されていた。ERαは、10nMのE2での刺激後、核内に局在した。重要なことに、24時間の10mMのNAMでの処置により、対照およびshNAMPT発現細胞におけるERαの核内局在が抑止された。ER陽性細胞のエストロゲン非依存性増殖のモジュレートにおけるNAMPTおよびNAD代謝の役割を完全に理解するため、本発明者らは、MCF7 shCTおよびshNAMPT細胞をマウスの第4(4th)乳房脂肪パッドに移植し、エストロゲン誘導性腫瘍成長を消去するための17−β−エストラジオールペレットでの処置は行わなかった。
低NAMPT発現では、外来性移植エストロゲンの存在がない場合であっても腫瘍成長が誘導された(図7)。17−β−エストラジオールで処置しなかったこのようなマウスでは、MCF7 shCTによる腫瘍発生はほぼ検出不能であった。総合すると、このようなデータは、低NAMPT発現ER陽性腫瘍が、エストロゲンおよび抗ホルモン療法に対して非感受性になったことを示す。この所見は、NAD前駆体での処置によって、抗ホルモン療法で処置したER陽性乳がんの抵抗性および再発が劇的に低減され、それにより、乳がん患者の生存率が有意に向上するかもしれないことを示唆する。
この新しい治療アプローチの可能性をさらに解析するため、本発明者らはまた、ERα受容体発現がなく、抗ホルモン療法に対して抵抗性であることが知られているトリプルネガティブ乳がん細胞株MDA−MB−231を、NAM(ビタミンB3およびNAD前駆体)と4−ヒドロキシタモキシフェンの併用で処理した。図8に示したように、NAM処置は、MDA−MB−231をタモキシフェン誘導性抗増殖効果に対して感受性化させた。このようなデータは、ER陰性乳がん細胞であってもNAD前駆体での処置により、ERαが存在しない場合であっても抗ホルモン療法の有効性が有意に誘導され得ることを示す。このような結果により、トリプルネガティブ乳がんに対する新しい処置選択肢の実現可能性が実証される。
本明細書に記載の研究により、NAD前駆体ニコチンアミドでの処置によって抗ホルモン療法の有効性が有意におよび劇的に向上することが実証されている。この所見はさらに、NAMPTが、治療に対するがん細胞の応答性に重要な役割を果たしていることを示す。NAMPT発現は、概日リズム、栄養摂取および運動による肝臓、脂肪組織および筋肉内でのエネルギー代謝により調節されることが報告されている。これとの関連において、抗ホルモン療法に対する乳がんの応答性におけるNAMPT発現の上記の重要性に鑑みて、本発明者らは、機構的および臨床的に非常に重要なさらなる研究を行った。本発明者らは、NADの蓄積を誘導し、NADHレベルを低下させることが知られているMCF7細胞におけるグルコース枯渇により、腫瘍細胞においてNAMPT発現が誘導されることを見出した(図9)。このようなデータにより、エネルギー代謝が乳がん細胞におけるNAMPT発現を調節していることが実証される。さらに、NAMPTおよびNADが関連する機構により、NAD代謝の治療的向上によって、見かけ上成功裡の抗ホルモン処置後の疾患再発率が低下することにより長期的な患者の転帰がモジュレートされ得ることを示す。具体的には、このデータは、NAMPTの活性化、発現誘導またはNAD合成サルベージ経路の向上によって抗ホルモン療法に対するER陽性乳がんの抵抗性が劇的に低減され、したがって、この主要な標準治療アプローチで処置した乳がんの再発が抑止される可能性があることを示唆する。そのため、NAD合成サルベージ経路の活性の向上またはNAMPTの活性および発現誘導のモジュレーションにより、乳がん患者の生存率が有意に向上する可能性がある。
[実施例3]
抗ホルモン療法の有効性の予後判定または診断
本発明者らにより観察されたこの予期されない結果により、さらに、乳がんにおけるNAMPT発現が、抗ホルモン療法の有効性をモニタリングするため、および抗ホルモン処置後の腫瘍再発の確率を調べるためのバイオマーカーとして使用できる可能性があることが示唆される。この可能性の臨床的エビデンスを調べるため、本発明者らは、NAMPT発現が抗ホルモン療法の転帰と相関しているかどうかを解析した。本発明者らは、公表された臨床データベースを使用し、NAMPT発現とER陽性乳がんを有する患者の予後判定との関係を調べた(図10および11)。1881例の乳がん患者の結果(Ringner et al.,PLoS One 6,e17911,2011)は、ER陽性乳がんがER陰性乳がんよりも有意に低いNAMPT発現レベルを有していることを示していた(図2)。興味深いことに、本発明者らの解析により、さらに、ER陽性乳がんには、NAMPT発現が高い亜群が含まれていることが明らかになった(図2の箱ひげの分布を参照のこと)。この群のER陽性乳がんでは、比較的高いNAMPT発現が良好な予後と相関している(図10A)。さらに、個々の乳がんサブタイプを注意深く解析することにより、本発明者らは、高NAMPT発現レベルが、受容体の状態に関係なく低悪性度(グレード1)腫瘍における良好な予後と関連していることを見出した(図10B)。この結果は、一般に低悪性度腫瘍が良好な予後判定と関連しているというER陽性亜群に関する所見と整合する。
重要なことに、NAMPT発現がタモキシフェンでの処置の転帰にどのように影響するかを解析することにより、本発明者らは、ER陽性乳がんにおける高NAMPT発現が、タモキシフェン処置後の無再発生存率および無遠隔転移生存率の大きな増大と関連していることを見出した(図11)。NAMPT発現は、未処置のER陽性乳がん患者における予後判定とは相関していない。
このような臨床的結果により、高NAMPT発現が腫瘍再発の劇的な低減と相関しているという本発明者らの所見が強固にされる。重要なことに、この臨床的結果は、さらに、NAD前駆体での処置によって、ER陽性乳がんを有する患者における抗ホルモン療法の有効性が向上し、それにより、処置の転帰および患者の生存率が非常に大きく改善される可能性があることを示す。
[実施例4]
乳がん再発を低減させるためのNAMPTレベルのモジュレーション
遺伝子発現アレイデータを乳がんサブタイプおよび患者の転帰と組み合わせた本発明者らの解析に基づき、本発明者らは、NAMPTの高発現レベルが、タモキシフェン処置後のER陽性乳がんを有する患者における著しく良好な予後と相関していることを見出した。これは、抗ホルモン処置で処置される患者の腫瘍におけるNAMPT発現レベルが、処置終了後に再発するリスクが高い患者群を認定するための重要な尺度となる可能性があることを示唆する。また、この所見により、栄養(多量栄養素および微量栄養素、例えばビタミンB3(NAMPT基質))ならびに生活様式に変化を導入することにより、低NAMPT発現を有する患者においてNADサルベージ経路の活性を向上させることを目的とした新しい無毒性治療アプローチの確立が支持される。当該技術分野において示唆されるようにNAMPTを阻害するのではなく、この新しいアプローチは、発現誘導によるNAMPT活性化またはNADサルベージ経路の向上に依存して、抗ホルモン療法で処置したER陽性乳がんの抵抗性および再発を低減させるという目的を達成するものである。
このアプローチの実現可能性をさらに確認するため、臨床的に重要な設定において、タモキシフェン処置後のER陽性乳がんの転帰が判定され得る栄養摂取によって調節される重要な特色であるNAMPTレベルを確立するための研究が行われ得る。この研究では、NAMPT発現の調節および抗ホルモン療法に対するER陽性乳がんの応答性のモジュレーションにおける栄養素の役割が解析される。
具体的には、インビトロ(培養細胞)およびインビボ(異種移植片モデル)アプローチを使用し、2種類の多量栄養素(グルコースおよびグルタミン)と1種類の微量栄養素(ビタミンB3)が、どのようにNAMPTの発現をモジュレートし得るか、およびどのようにNADレベルに影響を及ぼして抗ホルモン療法で処置したER陽性腫瘍細胞における乳がんの転帰をモジュレートし得るかが調べられ得る。短期間の実験では、処置期間中において臨床状況が模倣される。長期間の実験では、処置終了後の乳がん再発の状況が模倣される。また、処置終了後の抗ホルモン療法への応答および腫瘍再発のモジュレーションにおけるNAMPTの具体的な役割は、インビトロおよびインビボでのアッセイでNAMPT発現を低下させることにより検討される。さらに、この研究には、細胞内NAD代謝状態が、腫瘍再発に関連している可能性があるさらなるDNA改変の蓄積をどのように決定するかに関する研究を含める。このような研究には、本明細書に記載の、または当該技術分野でよく知られた標準的な実験手順(例えば、細胞内のNAMPTレベルを測定するための)および材料が使用される。
前述の本発明を、明瞭な理解を目的とした例示および実施例によってある程度詳細に説明したが、当業者には、本発明の教示に鑑みると、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、一定の変更および修正がなされ得ることが容易に自明であろう。
本明細書において挙げた刊行物、データベース、GenBank配列、特許および特許出願はすべて、引用により、あたかも各々が具体的に個々に引用により組み込まれて示されているかのごとく、本明細書に組み込まれる。

Claims (62)

  1. 抗ホルモン療法に対して処置抵抗性のがん細胞集団を再感受性化または感受性化させるための方法であって、前記処置抵抗性がん細胞を、前記細胞内のNADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する化合物と接触させ、それにより、前記がん細胞を再感受性化または感受性化させることを含む方法。
  2. 前記がん細胞がエストロゲン受容体(ER)陽性細胞である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ER陽性細胞が乳がんまたは卵巣がんの細胞である、請求項2に記載の方法。
  4. 前記がん細胞がエストロゲン受容体(ER)陰性細胞である、請求項1に記載の方法。
  5. 前記ER陰性細胞が乳がんまたは卵巣がんの細胞である、請求項4に記載の方法。
  6. 前記処置抵抗性がん細胞が患者内に存在しているものである、請求項1に記載の方法。
  7. 前記患者が抗ホルモン療法での処置を受けたことがある患者である、請求項6に記載の方法。
  8. 前記抗ホルモン療法が、タモキシフェンまたはエストロゲンレベルを全身的に低下させ得る別の化合物での処置である、請求項7に記載の方法。
  9. NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスが、NADサルベージ経路合成の向上、NADデノボ合成の向上、NAMPT活性化の向上、または細胞内NAMPTレベルの向上によって上方調節される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記NADサルベージ経路合成の向上がNAD前駆体の投与によるものである、請求項9に記載の方法。
  11. 前記NAD前駆体がニコチンアミド(NAM)、ニコチン酸(Na)またはニコチンアミドリボシド(NR)である、請求項10に記載の方法。
  12. NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスが、前記がん細胞に細胞内NAMPTレベルを上方調節する薬剤を導入することにより上方調節される、請求項9に記載の方法。
  13. 前記薬剤が、NAMPTをコードしているポリヌクレオチドまたは発現ベクターである、請求項12に記載の方法。
  14. 前記ポリヌクレオチドが前記患者に腫瘍マーカー標的化遺伝子送達によって投与される、請求項13に記載の方法。
  15. 前記ポリヌクレオチドが前記患者に幹細胞ベース遺伝子送達によって投与される、請求項13に記載の方法。
  16. 細胞内NAMPTレベルの上方調節が、血液中のグルコース枯渇を誘導すること、またはがん細胞によるグルコースの消費を阻害することにより行われる、請求項12に記載の方法。
  17. 抗ホルモン療法を受けているか、抗ホルモン療法で処置されたことがあるか、または抗ホルモン療法で処置されたことがない患者に、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する薬剤を投与し、それにより、前記患者において抗ホルモン療法の有効性を向上させる、またはがんの再発もしくは進行を予防することを含む、がん患者において抗ホルモン療法の有効性を向上させるため、またはがんの再発もしくは進行を予防するための方法。
  18. 前記がんがエストロゲン受容体(ER)陽性の乳がんまたは卵巣がんである、請求項17に記載の方法。
  19. 前記がんがエストロゲン受容体(ER)陰性の乳がんまたは卵巣がんである、請求項17に記載の方法。
  20. 前記患者が、浸潤性もしくは非浸潤性の原発腫瘍を有しているか、原発腫瘍の外科的除去を受けたか、もしくは受けるつもりであるか、または転移性のがんを有している患者である、請求項17に記載の方法。
  21. 前記患者が抗ホルモン療法を受けたことがある患者である、請求項17に記載の方法。
  22. 前記患者が同時進行で抗ホルモン療法を受けている患者である、請求項17に記載の方法。
  23. 前記患者が抗ホルモン療法を受けたことがない患者である、請求項17に記載の方法。
  24. 前記患者に前記薬剤が、抗ホルモン療法の前、抗ホルモン療法と同時または抗ホルモン療法の後に投与される、請求項17に記載の方法。
  25. NADまたはNAD/NADH酸化還元バランス上方調節が、NAD酸化還元経路のモジュレーションまたはNAD非酸化還元経路のモジュレーションによるものである、請求項17に記載の方法。
  26. 前記NADまたはNAD/NADH酸化還元経路が解糖経路、ペントースリン酸経路、細胞質基質内NAD再生経路、クエン酸回路経路、グルタミノリシス経路、β酸化経路、ミトコンドリア呼吸経路、脂質合成経路、ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ経路、またはNADHデヒドロゲナーゼ経路を伴う経路である、請求項25に記載の方法。
  27. 前記NAD非酸化還元経路がNAD合成経路、NAD消費経路またはNAD/NADH依存性経路である、請求項25に記載の方法。
  28. 前記NAD合成経路、前記NAD消費経路または前記NAD+/NADH依存性経路が、NAD前駆体、NAD合成に関与している酵素またはNAD消費に関与している酵素によってモジュレートされる、請求項27に記載の方法。
  29. 前記NAD前駆体がニコチンアミド(NAM)、ニコチン酸(Na)、ニコチンアミド−リボシド(NR)またはトリプトファンである、請求項28に記載の方法。
  30. 前記NAD前駆体がNAD合成の経路の代謝中間体である、請求項28に記載の方法。
  31. NAD合成に関与している前記酵素がNAMPTである、請求項28に記載の方法。
  32. NAD消費に関与している前記酵素がPARP、サーチュインまたはCD38である、請求項28に記載の方法。
  33. (1)患者を抗ホルモン療法で処置すること、および(2)該被験体に、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する化合物を投与することを含む、患者のがんを処置するための方法。
  34. 前記がんがエストロゲン受容体(ER)陽性である、請求項33に記載の方法。
  35. 前記エストロゲン受容体(ER)陽性がんが乳がんまたは卵巣がんである、請求項34に記載の方法。
  36. 前記がんがエストロゲン受容体(ER)陰性である、請求項33に記載の方法。
  37. 前記エストロゲン受容体(ER)陰性がんが乳がんまたは卵巣がんである、請求項34に記載の方法。
  38. 前記抗ホルモン療法が、エストロゲン受容体のアンタゴニスト化合物を治療有効量で含む医薬組成物の投与を含むものである、請求項33に記載の方法。
  39. 前記抗ホルモン療法が、タモキシフェンまたはエストロゲンレベルを全身的に低下させ得る別の化合物での処置である、請求項38に記載の方法。
  40. 前記化合物が前記被験体に、抗ホルモン療法での処置の前、該処置と同時進行で、または該処置の後に投与される、請求項33に記載の方法。
  41. 前記患者を、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する前記化合物を投与する前に、最初に前記抗ホルモン療法で処置する、請求項33に記載の方法。
  42. さらに、工程(1)の後、前記患者を該抗ホルモン処置に対する抵抗性について検査することを含む、請求項41に記載の方法。
  43. 前記患者が、NADまたはNAD/NADH酸化還元バランスを上方調節する前記化合物を投与する前に抗ホルモン処置に対する抵抗性を発現した患者である、請求項42に記載の方法。
  44. さらに、(3)工程(2)の後、抗ホルモン療法での前記患者の処置を継続することを含む、請求項33に記載の方法。
  45. NADまたはNAD/NADH酸化還元バランス上方調節が、NAD酸化還元経路のモジュレーションまたはNAD非酸化還元経路のモジュレーションによるものである、請求項33に記載の方法。
  46. 前記NAD/NADH酸化還元経路が解糖経路、ペントースリン酸経路、細胞質基質内NAD再生経路、クエン酸回路経路、グルタミノリシス経路、β酸化経路、ミトコンドリア呼吸経路、脂質合成経路、ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼ経路、またはNADHデヒドロゲナーゼ経路を伴う経路である、請求項45に記載の方法。
  47. 前記NAD非酸化還元経路がNAD合成経路、NAD消費経路またはNAD/NADH依存性経路である、請求項42に記載の方法。
  48. 前記NAD合成経路、前記NAD消費経路または前記NAD/NADH依存性経路が、NAD前駆体、NAD合成に関与している酵素、またはNAD消費に関与している酵素によってモジュレートされる、請求項47に記載の方法。
  49. 前記NAD前駆体がニコチンアミド(NAM)、ニコチン酸(Na)、ニコチンアミドリボシド(NR)またはトリプトファンである、請求項48に記載の方法。
  50. 前記NAD前駆体がNAD合成経路の代謝中間体である、請求項48に記載の方法。
  51. NAD合成に関与している前記酵素がNAMPTである、請求項48に記載の方法。
  52. NAD消費に関与している前記酵素がPARP、サーチュインまたはCD38である、請求項48に記載の方法。
  53. (a)患者のがんのNAMPTレベル、NADレベルもしくはNAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している酵素のレベルもしくは活性を測定すること、および(b)測定されたNAMPTレベル、NADレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している前記酵素のレベルもしくは活性を、前記患者におけるがんの再発もしくは遠隔転移の高いリスク、または前記リスクがないことと相関させることを含む、がん患者において抗ホルモン療法後のがんの再発または遠隔転移を予後判定または診断するための方法。
  54. NAD消費に関与している前記酵素がPARP、サーチュインまたはCD38である、請求項53に記載の方法。
  55. (a)患者のがんのNAMPTレベル、NADレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している酵素のレベルもしくは活性を測定すること、および(b)測定されたNAMPTレベル、NAD/NADHレベルの比、またはNAD消費に関与している前記酵素のレベルもしくは活性から、前記患者における処置後の抗ホルモン療法の効果を予後判定または診断することを含む、がん患者において抗ホルモン療法の効果を予後判定または診断するための方法。
  56. NAD消費に関与している前記酵素がPARP、サーチュインまたはCD38である、請求項55に記載の方法。
  57. 前記がんが乳がんまたは卵巣がんである、請求項53または55に記載の方法。
  58. 前記がんがER陽性乳がんまたは低悪性度乳がんである、請求項57に記載の方法。
  59. NAMPTレベル、NADレベルまたはNAD/NADHレベルの比が前記抗ホルモン療法の前または前記抗ホルモン療法中に測定される、請求項53に記載の方法。
  60. 工程(b)が、前記患者のがんの測定されたNAMPTレベル、NADレベルまたはNAD/NADHレベルの比を、がんの再発または遠隔転移と関連している1つ以上の参照レベルと比較することを含む、請求項53に記載の方法。
  61. 工程(b)が、さらに、該被験体の前記がんの測定されたレベルを、前記患者が、がんの再発または遠隔転移の高いリスクを有するかどうかの表示をもたらす値または表記に割り付けることを含む、請求項53に記載の方法。
  62. 前記割り付けられる値または表記が、がんの再発または遠隔転移の高いリスクを有する抗ホルモン療法で処置されたがん患者のレベル範囲と関連させた正規化されたスケール値に基づいたものである、請求項61に記載の方法。
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