Transcript 종양괴사인자 - 한국생명공학연구원

관절염 치료제 후보물질 개발 발표회
21C 프론티어 생체기능조절물질 개발사업
고영희
한국생명공학연구원, 제일약품
KAIST, 서울대학교, 분자설계센터
관절염이란? (정의)
류마티스 관절염:
관절과 그 주위의 조
직에서 나타나는 만
성적 면역질환
관절염이란? (정의)
류마티스관절염의 개요
인체 내 면역세포들이 건강한 세포를 외부
의 독소로 오인해 자신의 관절 연골세포를
파괴하는 면역질환
우리나라의 경우 60대 전후의 환자가 주류
를 이루고 인구 1,000명당 63.9명 (약 280
만 명)의 환자
현재 경구용 치료제로 시판되는 약들은 근
본적인 치료제는 아니고 증상완화제에 불
과
지금까지 주사용 치료제만이 개발, 시판되
고 있을 뿐 간편하게 먹을 수 있는 경구용
치료제는 개발되지 못한 상태
관절염치료제의 비교
구분
치료방법
제품명
비고
비스테로이드성
항염증제
사이클로 옥시
게나제(COX)라
는 효소를 억제
이부프로펜, 나프
록센, 인도메타신
등
COX-1의 저해를 통한 위
장장애, 심혈관계 부작용
부신피질 호르몬
제 (스테로이드)
강력한 소염작
용을 통한 염증
억제
덱사메타손 등 스
테로이드 제제
뼈와 연골의 손상을 근본적
으로 막지는 못함
장기복용시 심각한 부작용
초래
선택적 항염증제
염증성 물질을
생산에 핵심적
구실을 하는
COX-2를 억제
세레브렉스, 바이
옥스
연골 손상을 일부 차단
심혈관계 부작용 유발
결핵 발병률을 높임
생물학적 치료제
(신약)
종양괴사인자나
인터루킨-1을
억제
엔브렐, 레미케이
드
BT 기술 이용
인체 면역성분과 동일한 제
제로 부작용 매우 적음
매우 고가 (주사제)
류마티스 관절염의 발병기전
종양괴사인자와 관절염과의 관계
• 관절염조직에서 종양괴사인자(TNF)에 의한 염증 신호전달물질의 다량
발현
• 염증이 있는 관절과 파괴된 연골조직에서 종양괴사인자와 수용체
(TNF/TNF-R)가 다량으로 존재
• 동물모델에서 종양괴사인사 억제물질(Anti TNF)가 염증과 관절의 파괴
를 막아줌
• 아래와 같은 항종양괴사인자 생물제제의 성공
Name
Status
Company
Forms
Entanercept
Market
Amgen
Infliximab
Market
Centocor
Adalimumab
Market
Abbott
PEG-sTNFR1
Ph. III
Peglyated Form of Soluble TNFR1
CDP-870
Ph. II
Peglyated Fab of Humanized Antibody CDP-571
Soluble TNFR2-Fc Hybrid
Mouse-Human Chimeric Anti- human TNF-α
Antibody
Human Anti-human TNF-α Antibody
생물제제와 저분자신약의 비교
생물제제(항종양괴사인자항체, 수용성 종양괴사인자수용체)
•제품명: 엔브렐 (Entanercept, Amgen), 휴미라(Adalimumab, abbott)
•종양괴사인자를 중화시켜 염증을 억제하는 ‘단백질 제제’
•장점: 매우 효과적
•단점: 고가 (제조과정이 복잡), 꾸준히 사용해야 함, 경구투여불가능
경구용 저분자 신약
•새롭게 개발된 물질은 종양괴사인자전환효소의 작용을 막아 활성 종양괴사
인자가 세포에서 떨어져나가 관절세포에 염증을 일으키는 것을 원천적 차단
•장점: 저분자 신약으로 제조과정이 간단, 경구활성이 있어 저가의 경구용
류마티스 관절염 치료제로 개발 가능
종양괴사인자(TNFa)의 저해를 위한 작용점들
• Potential Targets
1. NF-kB (i.e. IKKb)
2. MAP Kinase (i.e. p38 kinase)
3. 종양괴사인자전환효소(TNF-a Convertase, TACE)
TACE : membrane-bound
metalloproteinase that
processes proTNF-a into
soluble TNF-a
종양괴사인자 전환효소의 기능
종양괴사인자
활성체
종양괴사인자
전환효소
종양괴사인자
전구체
후보물질도출전략
HTS:
화합물은행 대표화합물 (5300종)
Natural Products
종양괴사인자전환효소 (gelastatins)
-분자설계를 통한 결합모드를 분석하여 새로운 리간드를
설계하여 새로운 골격을 얻었음
Molecular Design and Virtual Screening
분자설계센터 (가상검색/분자설계)
분자설계를 통한 새로운 물질의 설계
P1’
a-positionVery Critical!!!
Affords 4 carbon
units
Ex) allyl, t-Bu, i-pr,
i-Bu, gem-diMe etc.
설계된 물질의 구조와 활성관계
TACE Enzymatic Inhibition vs. Cellular TNFa
Inhibition on RAW264.7
30
y = 47.047x - 0.5433
R2 = 0.8737
TNFa (IC50 , uM)
25
20
15
10
5
0
0
0.2
0.4
TACE (IC50, M)
0.6
새로운 물질의 작용기전 (신물질1)
17B 1hr 전처리 후 LPS 처리
17B(10M)
LPS(0.3g)
un 6 9
24 6
9
24 (h)
iNOS
TNF-a
IL-1b
IL-6
b-actin
새로운 물질의 작용기전 (신물질2)
RT-PCR (mRNA in RAW cell)
UN LPS 0.1
0.3
1
3 M/ml
No direct Inhibition of iNOS
iNOS
Raw cell PI staining
IL-6
IL-1b
TNF-a
b-actin
gro up
U ntreated
0.01
0.03
0.1
0.3
1
3
10
to xicity (% )
d irect
LP S 병용
3.1
13.1
4.4
12.0
6.9
11.4
7.0
12.0
8.3
14.7
13.4
11.8
11.5
3.2
X
X
동물실험 (TNFa 생성저해)
a (pg/ml)
TNF-
25000
신물질2A (mg/kg)/ ip
20000
*
15000
***
800
**
**
3
10
400
5000
0
0
un
0
1
3
신물질2C(mg/kg, ip)
5000
un
10
6000
TNF-a (pg/mL)
신물질2B (mg/kg), ip
*
1200
*
10000
1600
4000
0
1
3000
신물질2A (mg/kg, po)
2000
*
3000
*
2000
1000
1000
0
0
Con
VH
1
3
10
un
0
10
30
*p<0.05
**p<0.01
동물시험 (Air-pouch Model)
Leukocyte Accumulation
90
Leukocyte
80
VH
미처리군
70
I인도메타신
ndo
60
50
A118
신물질2
40
30
대조물질
A342
20
신물질1
A402
10
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 (day)
약물 투여 (0.1 mg)
신물질1(A402)/신물질2,대조물질는 모두 강한 활성을 나타냄
현재 사용중인 인도메타신에 비해 강한 활성을 나타냄
동물시험 (Adjuvant induced model)
Increase foot volum e (% of day 0)
동물시험 (Adjuvant induced model)
260
약물미처리군
V .C
미처리군
A 11 81 0
신물질2(10)
A 11 83 0
신물질2(30)
A 34 23
대조물질(3)
A 34 21 0
대조물질(10)
A 40 23
신물질1(3)
신물질(10)
A 40 21 0
신물질1(10)
240
220
200
180
신물질2(kg당
10mg, 경구투여)
신물질2 (30mg)
160
140
120
100
12
16
20
D ays
24
28
동물시험계 (최종일 활성비교)
% of left foot edema
% of left foot edema in the 28th day
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
VH
1
A118
2
A118
3
A342
4
(po, 10) (po, 30) (ip, 3)
0
36
54*
56**
A342
5
A402
6
(ip, 10) (ip, 3)
73**
69**
A402
7
(ip, 10) (mpk)
64**
후보물질군의 비교 및 요약
대조물질
(BMS)
In vitro TACE
-TNF-a (RAW)
2 nM
> 0.5 M (IC50)
Not tested
54% (ip/10)
-adjuvant
56, 73% (ip/3, 10)
-airpouch
인도메타신보다
우수
PK profile
-t1/2
-AUC(g*h/mL)
-BA
Not tested
-Cytotoxicity
15 nM
0.5 M (IC50)
75 fold selectivity to
MMP2
신물질2
unknown
0.8 M (IC50)
Comments
A402: less active than
A342 but room to be
improved
신물질2: 경구활성
In vivo
-mice TNFa
-zymosan
Tox profile
-Acute toxicity
A402
Not tested
35%, 17% (ip/10,
po/30)
69, 64% (ip/3, 10)
ED50= <10 mpk (ip)
25%, 28% (ip/10,
po/30)
36,53% (po/10, 30)
402, 342-even
402-대보물질보다
우수
인도메타신보다 우수
인도메타신보다 우수
인도메타신보다 우수
0.84h (po)
1.20(10mg, po)
80%
2.06 h (po)
0.41 (10 mg, po)
34%
300mpk/ip:유효용량의
100배
이상없슴
600mpk/ip:유효용량의
100배
이상없슴
A402, 신물질2:
경구투여시 생체이용
률 우수
팀구성과 업무분담
합성연구팀
한균희(생명연)
김명화(제일약품)
이희윤(KAIST)
활성독성연구팀
김환묵(생명연)
이계준(서울대)
산학연협동연구
기전연구팀
박성규(생명연)
분자설계연구팀
노경태(연세대)
남기엽(BMD)
관절염 후보신약 도출
진행 상황 및 계획
특징: 종양괴사인자가 염증과 통증을 유발하는 각종 독성, 연골 파괴물질
을 생성하고 활동을 촉진시키는 것을 사전에 차단하며, 저가의 경구
용 류마티스 관절염 치료제로 개발이 가능
특허
신물질1(KBH-A402) 관련 국내 특허 출원 중
신물질2 관련 국내특허 4건, 국외특허 (PCT) 출원 중
전임상 평가 (급성, 아급성, 만성독성)후 임상시험에 돌입 할 예정
임상실험이 빠르게 진행될 경우 향후 5-6년 후에는 신약승인을 받을
수 있을 것으로 기대
신약 허가를 얻을 경우 수조원대의 시장에서 상당한 경제적 효과를 거둘
수 있을 것 (세계 관절염치료제시장: 2002년 141억달러)