JP7029176B2 - イメージング剤及び治療薬として有用な置換ビスホスホネートを有するマンガン錯体 - Google Patents

Description

関連出願
本出願は、２０１６年４月２２日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０２８９４６の優先権を請求する。

政府資金提供
本発明は一部、国防総省によって与えられた助成金番号Ｗ８１ＸＷＨ－１２－１－０４４７の下で政府支援によって行われた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。

医用画像診断及び分子診断の進歩により、早期がん検出及び治療は改善されているが、最も一般的な悪性腫瘍の多くについては死亡率の改善はごくわずかである。がんで死亡するほとんどの患者は、転移性疾患及びそれに伴う合併症に屈する。早期には成功する化学療法は、がんが広がると常に有効性を失う。細胞が脱分化して遺伝的により異質になるに従って、発がん性シグナル伝達ノード（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｎｏｄｅ）を標的とする高選択性薬物（例えば、受容体型チロシンキナーゼ）は最終的に効力を失う。広範な遺伝子プロファイルにわたって広範な効能を有する細胞毒性治療薬（例えば、有糸分裂阻害剤、放射線）は、殺腫瘍活性をより持続することが可能であるが、それらのオフターゲット毒性によって用量限定される。したがって、毒性を最小限に抑えながら効能を維持する、選択的がん治療薬に対して大きな必要性がある。

低毒性であるが変異し得る標的に対して持続的な効力を有する新しい治療薬に対する必要性は、感染性疾患に対しても重要である。一世紀足らずのうちに、認可された薬物に対して耐性を示す微生物（ｍｉｃｒｏｒｇａｎｉｓｍ）（例えば、細菌、ウイルス、寄生虫又は真菌）の数は指数関数的に増加している。抗微生物薬耐性は、微生物標的における正確な細胞経路を標的とするように設計された薬物自体によって駆動される選択圧から生じる。微生物耐性になりにくい、広範に活性であるがそれほど精度が高くない薬剤（例えば、アルコール、クロルヘキシジン、紫外線）は、不可避のオフターゲット毒性を常に有する。したがって、感染性疾患とがんの両方における根本的な課題は、同じであって、標的の変異性に対して耐性がありながらオフターゲット毒性を制限し得る新しい治療薬を発見することである。

効力が持続可能であると共に毒性が最小であるという理想に近づくための１つの戦略は、疾患親和性（ｄｉｓｅａｓｅ－ａｖｉｄ）分子を利用することと、細胞毒性薬（殺腫瘍薬、殺微生物薬（ｍｉｃｒｏｂｉｄｉｃａｌ））の送達における画像誘導を可能にする機能的修飾を導入することである。

高分解能磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）を使用してインビボで検出可能な治療薬は、最も早期に薬物開発の情報を与える手段を提供して、全ての動物における薬物動態及び体内分布の非侵襲的評価を可能にする手段を提供する。新しい治療薬の体内分布及び標的濃度の理解が依然として大きな課題であるヒトの研究において、二つの機能性は更に価値がある。臨床診療において、認可された薬剤による潜在的利益は類似しており、これは、全ての治療薬が、患者集団全体にわたって広範囲の体内分布及び薬物動態挙動を示すからである。したがって、ＭＲＩは、治療薬送達のリアルタイム監視のためのツールとして使用でき、個々の患者における薬物投与に対する個別化及び最適化されたアプローチを可能にする。

本明細書中では、ＭＲＩ造影剤及び治療薬として有用な化合物であって、
Ｙ－Ｘ－Ｚ
［式中、
ＸはＭｎ（ＩＩ）であり、Ｙ及びＺはそれぞれ独立して、式

（式中、
Ｒ^１は－ＯＨであり、
Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立して、Ｈ、アルキル（例えば、低級アルキル）、又は－ＬＲ’であり、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６の少なくとも１つは－ＬＲ’であり、
各Ｌは、存在し又は存在せず、存在する場合には連結基であり、
各Ｒ’は独立して治療薬（例えば、細胞毒）である）
のビスホスホネートである］
によって表される構造を有する化合物又は医薬として許容されるその水和物及び／若しくは塩が提供される。

一部の実施形態において、Ｒ^２は－ＬＲ’であり、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立して、Ｈ又はアルキル（例えば、低級アルキル）である。

一部の実施形態において、化合物は１：２（Ｍｎ（ＩＩ）：ビスホスホネート）の化学量論を有する。

一部の実施形態において、Ｌはポリ（アルキレンオキシド）を含む。

一部の実施形態において、化合物は八面体である。

一部の実施形態において、化合物は一水和物又は二水和物である。

一部の実施形態において、化合物は、１から３個のカチオンを含む塩である（例えば、ナトリウム、メグルミンなど）。

一部の実施形態において、化合物は、前記Ｍｎ（ＩＩ）と配位している少なくとも１つの水分子、少なくとも１つのアルカリ金属又はアルカリ土類金属及び少なくとも１つの追加のカチオンを含む。

一部の実施形態において、化合物は、カルシウム及びマグネシウムから選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属を含む。

一部の実施形態において、化合物はナトリウムを含む。

医薬として許容される担体中に、本明細書中で教示するＭＲＩ造影剤及び治療薬として有用な化合物を含む組成物も提供される。一部の実施形態において、医薬として許容される担体は、水又はリン酸緩衝生理食塩水である。

更に、対象に対してＭＲＩスキャンを行う方法であって、ＭＲＩスキャンの前及び／又はＭＲＩスキャンの間に本明細書中で教示する化合物又は組成物を前記対象に投与するステップを含む、方法も提供される。

それを必要とする対象に治療薬を投与する方法であって、本明細書中で教示する化合物又は組成物を治療有効量で前記対象に投与するステップを含む、方法も提供される。一部の実施形態において、この方法は、前記対象においてＭＲＩによってＭＲＩ造影剤を検出するステップを更に含む。一部の実施形態において、投与するステップは、前記検出するステップに基づいて調整される（例えば、針の配置、投与量、送達速度など）。

一部の実施形態において、対象はがんの治療を必要としている。

一部の実施形態において、対象は微生物感染（例えば、治療抵抗性又は慢性の細菌感染）の治療を必要としている。

更に、本明細書中で教示する治療方法を実施するための又は本明細書中で教示する方法を実施するための、又は医薬及び／若しくはイメージング剤を調製するための、本明細書中で教示する化合物又は組成物の使用も提供される。

塩付加物として追加のＮａ又はメグルミンを有する常磁性Ｎａ：Ｍｎ（エチドロネート）_２錯体のポジティブモードのエレクトロスプレーイオン化質量分析（ＥＳＩ ＭＳ）を示す図である。それぞれ、イオン化中のＰＯ_３フラグメント消失後の所定の錯体の基準ピークを表す。１Ｎａ：Ｃ_４Ｈ_１１Ｏ_１１Ｐ_３：Ｍｎ：Ｈ_２Ｏ（ｍ／ｚ＝４２４）。２Ｎａ：Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_１１Ｐ_３：Ｍｎ：Ｈ_２０（ｍ／ｚ＝４４６） ３Ｎａ：Ｃ_４Ｈ_９Ｏ_１１Ｐ_３：Ｍｎ：Ｈ_２Ｏ（ｍ／ｚ＝４６８） １Ｎａ：Ｃ_４Ｈ_１１Ｏ_１１Ｐ_３：Ｍｎ：Ｈ_２Ｏ：Ｃ_７Ｈ_１７ＮＯ_５（ｍ／ｚ＝６１９．１） ２Ｎａ：Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_１１Ｐ_３：Ｍｎ：Ｈ_２Ｏ：Ｃ_７Ｈ_１７ＮＯ_５（ｍ／ｚ＝６４１．１） ３Ｎａ：Ｃ_４Ｈ_９Ｏ_１１Ｐ_３：Ｍｎ：Ｈ_２Ｏ：Ｃ_７Ｈ_１７ＮＯ_５（ｍ／ｚ＝６６３．０） 市販のビスホスホネートを含むＭｎビスホスホネート錯体のＴ_１及びＴ_２緩和度（ｒ_１、左及びｒ_２、右）を、遊離Ｍｎ（ＩＩ）と比較して示すグラフである。 Ａ、１－ＯＨビスホスホネートとＭｎ^２＋の２：１の錯体が熱力学的に有利である。合成中に化学量論を変えても、ビスホスホネートとＭｎ^２＋の比が２：１より高くなるとＭｎ^２＋の追加の錯体形成は観察されない。Ｍｎ^２＋のｒ_２は完全にキレート化された一水和Ｍｎ^２＋のｒ_２の３０倍であるので、遊離Ｍｎ^２＋は、溶媒のＴ_２を時間の関数として測定することによって決定される（Ｃａｒａｖａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｉｍａｇｉｎｇ ２００９，４：８９）。Ｂ、アルカリ金属カチオンは、２：１のビスホスホネート：Ｍｎ^２＋錯体の安定性を増加させる。少なくとも１つのＮａ^＋カチオン及び少なくとも１つのＣａ^２＋カチオンを含有する異核錯体は、最も安定な２：１錯体を形成し、過剰な配位子なしで一水和Ｍｎ^２＋が完全にキレート化される。横点線は、ｒ_２が、溶液中のＭｎＣｌ_２の値より３０倍低くなる点を示している。Ｃ、合成の２カ月後の異核２：１のエチドロネート：Ｍｎ錯体のＥＳＩ ＭＳであり、その安定性及び化学量論を裏付けている。Ｃ_４Ｈ_９Ｏ_１４Ｐ_４：Ｍｎ^２＋：Ｃａ^２＋：Ｎａ^＋（ｍ／ｚ＝５２２．８）。 図４Ａは、ＭｎＮＴＡのｉ．ｖ．投与後の対照マウスにおけるインビボＭＲＩを示す図であり、図４Ｂは、Ｍｎ：ＥＴＩＤ（４０ｍＭ溶液５０μＬ）のｉ．ｖ．投与後のＭＲＩを示す図である。 スキーム１Ｃの場合と同様に、ＨＳＰ９０阻害剤に連結された１－ヒドロキシビスホスホネート：Ｍｎ錯体のｉ．ｖ．投与（２５ｍｇ／ｋｇ）後の４Ｔ１腫瘍の動的コントラスト強調を示すグラフ及び図である。左のグラフは、標識薬物（ｎ＝５）後及びＭｎ：ＥＴＩＤ錯体単独（ｎ＝６）後の腫瘍におけるＴ１強調の相対的変化を示している。 Ｎａ^＋及びＣａ^２＋を用いて合成された２：１のエチドロネート：Ｍｎ^２＋錯体（Ｃ_４Ｈ_９Ｏ_１４Ｐ_４：Ｍｎ^２＋：_ｘＣａ^２＋：_ｘＮａ^＋）のＰＫ及び体内分布を示すグラフ及び図である。Ａ、静脈内投与後６０分にわたる造影剤のダイナミック造影（ＤＣＥ）分析。臓器及び筋骨格系のピーク強調は、大動脈における変化に時間的に一致し、これは、造影剤が依然として未変化のまま、細胞外にあることを示している。Ｂ、排泄系のＤＣＥ分析は、腎臓及び肝臓／胆嚢からの排出が完全な状態であることを示している。Ｃ、標準化されたカラーリュートＴ１強調画像は、最初の６０分間にわたって、次いで２４時間及び４８時間に臓器系において相対的な変化を示した。２４時間において、残留コントラスト変化は、対象の全体にわたって腎臓以外では認められない。後者における変化は、４８時間でほぼ消失する。２４及び４８時間の胃（左上腹部）のより高い信号強度変化は、摂食における偶発的な常磁性により続発する。

本明細書では、一部の実施形態によれば、治療薬の常磁性標識のための生体適合性戦略として、明確に定義された安定なマンガンビスホスホネート錯体を使用する画像誘導療法が記載される。共有結合のための種々の化学的アプローチを使用してビスホスホネート配位子を１種又は複数の治療活性のある薬剤に結合させて、臨床ＭＲＩを使用してインビボでリアルタイムに追跡できるコンジュゲート分子を創出することができる。一部の実施形態において、ＭＲＩは、これらのコンジュケートが経口、筋肉内（ＩＭ）、静脈内（ＩＶ）、指定血管内、髄腔内又は経皮経路により投与されるかに関わらず、その投薬を最適化するのに使用でき、画像誘導下において、広範に有効で、持続可能で且つ毒性が最小の治療薬の疾患特異的送達を可能にする。

本明細書中に引用された全ての特許文献の開示は、本明細書中に示した開示と矛盾しない範囲内で、参照によって本明細書中に組み入れる。本明細書において発明の説明及び添付した特許請求の範囲中で使用した単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈からそうでないことが明白に示されない限り、複数形も同様に含むものとする。

前述の通り、造影剤及び治療薬として有用な化合物が、本明細書中で提供される。本明細書中で使用する「化合物」は、共有結合、配位結合及び／又はイオン結合によって原子が結合されている分子を指す。

本明細書中で使用する「造影剤」は、医用画像において身体内の構造又は体液のコントラストを強調するのに使用する物質である。公知の造影剤の例としては、放射線造影剤及びＭＲＩ造影剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

「放射線造影剤」は、Ｘ線に基づくスキャン中に身体内の構造又は体液のコントラストを強調できる物質である。例としては、ヨウ素及びバリウムが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

「ＭＲＩ造影剤」は、ＭＲＩスキャン中に身体内の構造又は体液のコントラストを強調できる物質（例えば、化合物及び／又は錯体）である。例としては、常磁性造影剤、例えば、ガドリニウム（ＩＩＩ）含有造影剤又はマンガンキレート、及び超常磁性造影剤、例えば、鉄白金粒子が挙げられるが、これに限定されるものではない。例えば、米国特許出願公開第２０１４／０３５０１９３号（Ａｘｅｌｓｓｏｎら）；米国特許出願公開第２０１４／０２３４２１０号（Ｌｉｎら）を参照のこと。

一部の実施形態において、本発明の造影剤の使用は、造影材料が血管からの「初回通過」後に患部領域の細胞外区画（間質）に一時的に蓄積する場合に、対象の患部組織における「減衰作用」又は「信号」を強調することができる。したがって、組織の強調は、多くの場合、腫瘍、感染、炎症、脱髄及び急性梗塞組織で観察される。

一部の実施形態において、本明細書中で教示する造影剤は、２，０００ダルトン未満、１，５００ダルトン未満、１，０００ダルトン未満、８００ダルトン未満又は５００ダルトン未満の分子量を有する。このような低分子量の造影剤は、例えば、患部の「漏出性」血管を通して血液から拡散させることによって、組織の画像化を強調できる。

一部の実施形態において、造影剤は、ビスホスホネートと錯体形成している、高スピンマンガン（５つの不対電子を有するＭｎ（ＩＩ））を含む。

一部の実施形態において、ビスホスホネートは、置換１－ヒドロキシビスホスホネートである。一部の実施形態において、１－ヒドロキシビスホスホネートは、治療薬で置換されている。

一部の実施形態において、ビスホスホネートは、式

［式中、Ｒ^１は－ＯＨであり；Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立して、Ｈ、アルキル（例えば、低級アルキル、例えば、Ｃ_１アルキル、Ｃ_２アルキル、Ｃ_３アルキル又はＣ_４アルキル）、又は－ＬＲ’であり、式中、Ｌは、存在し又は存在せず、存在する場合には連結基であり、Ｒ’は治療薬（例えば、細胞毒）である］
を有する。一部の実施形態において、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６の少なくとも１つは－ＬＲ’である。

本明細書中で使用する「アルキル」は、１から１０個の炭素原子を含有する（即ち、Ｃ_１－１０）飽和直鎖若しくは分岐鎖又は環状炭化水素を指す。アルキルの代表例としては、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｎ－ヘキシル、３－メチルヘキシル、２，２－ジメチルペンチル、２，３－ジメチルペンチル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本明細書中で使用する「低級アルキル」は、アルキルの一部であり、１から４個の炭素原子を含有する直鎖又は分岐鎖炭化水素基を指す。低級アルキルの代表例としては、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、シクロプロピル、シクロブチルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

一部の実施形態において、Ｌが存在しない場合、ビスホスホネートは、金属錯体形成の前に治療薬（例えば、細胞毒）に直接結合させる。一部の実施形態において、連結基Ｌが存在し、連結基としては、アルキレン、アルキレンカルボニル、カルボニルアルキレン、カルボニル基、マレイミド、アルキルアミノ、ポリ（アルキレンオキシド）又はポリエーテル、例えば、ポリプロピレングリコール若しくはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、それらの組合せなどを挙げることができる。米国特許第４，１７９，３３７号（Ｄａｖｉｓら）；米国特許第７，１２２，１８９号（Ｚｈａｏら）；米国特許第８，２４７，５７２号（Ｋｒａｕｓら）；米国特許出願公開第２００９／０２８５７８０号（Ｌｅｅ）も参照のこと。

一部の実施形態において、連結基ＬはＲ^２位に結合している。一部の実施形態において、連結基Ｌは、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及び／又はＲ^６位に結合している。

一部の実施形態において、Ｌは、以下

［式中、ｎは０（即ち、直接共有結合）又は１から６である］
のような、アルキレン、アルキレンカルボニル、カルボニルアルキレン、カルボニル基又はマレイミドであることができる。このようなアルキレン基は、飽和であっても不飽和であってもよく、Ｃ１～Ｃ４アルキル、ハロ、フェニル又はハロ置換フェニルで１、２、３又は４回置換されていてもよい。例は、以下の通りである。

フェニル若しくはフェニレン基又は２つ以上の連結されたフェニレン基が連結基として提供されてもよく、フェニレン基は場合により、ハロゲン又はアルキル基で１、２、３又は４回置換されていてもよい。例は、以下の通りである。

置換又は無置換フェニレン基は、いずれか又は両方の末端で、連結基を提供する上記のような置換又は無置換アルキレン、アルキレンカルボニル、カルボニルアルキレン又はカルボニル基と結合されていてもよい。例は、以下の通りである。

前述の置換又は無置換アルキレン、アルキレンカルボニル、カルボニルアルキレン又はカルボニル基は、いずれか又は両方の末端で、連結基を提供する上記のような置換又は無置換フェニレン基と結合されていてもよい。例は、以下の通りである。

［式中、「ｎ」は上記で定義した通りである］。
このような化合物は、いずれか又は両方の末端で、なおも更なる連結基を提供する上記のような置換又は無置換アルキレン、アルキレンカルボニル、カルボニルアルキレン又はカルボニル基によって更に置換されていてもよい。例は、以下の通りである。

［式中、「ｎ」は上記で定義した通りである］。

前述の連結基は、互いに（例えば、マレイミド基がアルキル鎖に）結合して、本発明を実施するのに有用な更に他の連結基を生成することができる。

連結基の更なる例は、米国特許第６，８７２，８４１号、第６，６０７，７４１号、第６，６２４，３１７号、第６，５９３，３３４号、第６，５６６，３９３号、第６，４２０，３７７号及び第６，２０７，６７３号に記載されている。

高スピンＭｎ（ＩＩ）は、５つの不対電子、ＭＲＩ強調に好ましい電子緩和時間及び水滞留時間（Ｔ_ｍ＜＜Ｔ_１）を有する優れた候補常磁性金属である。遊離金属としては、Ｍｎはまた、普通の体液（ａ ｎａｔｕｒａｌ ｐｏｏｌ）及びプロセシングのためのいくつかの恒常性維持機構に関して、Ｇｄほど有毒でない。

従来、ＭＲＩのための常磁性Ｍｎ錯体の開発は、インビボにおいて他の内因性金属、例えば、亜鉛によってＭｎ（ＩＩ）が金属交換される傾向をもたらす、Ｍｎ（ＩＩ）に固有の配位不安定性（例えば、アーヴィング－ウィリアムズ系列）が課題となっていた。しかし、本明細書中で開示したＭｎ（ＩＩ）ビスホスホネート錯体は、注目に値するインビボ安定性を有し、組織造影材料として単独で又は他の小分子薬物と結合させて使用する場合のいずれでも、そのままである。単独で使用する場合、それは、市販のＧｄ系造影材料と同様の時間経過で、腎臓及び肝臓／胆嚢／腸のいずれかを通して最終的に排出される。

一部の実施形態において、Ｍｎビスホスホネート化合物は、１ Ｍｎ：２ ビスホスホネート（例えば、エチドロネート）の化学量論を有し；少なくとも１つの配位Ｈ_２Ｏを有し（例えば、一水和物又は二水和物）；少なくとも１つのアルカリ金属（例えば、Ｎａ＋、Ｋ＋）若しくはアルカリ土類金属（例えば、Ｃａ＋＋又はＭｇ＋＋）を有し；且つ／又は少なくとも１つの追加のカチオン（例えば、Ｎａ＋、メグルミンなど）を有する。一部の実施形態において、Ｍｎビスホスホネート化合物は、１ Ｍｎ：２ ビスホスホネート（例えば、エチドロネート）：１ アルカリ金属（例えば、Ｎａ＋、Ｋ＋）：１ アルカリ土類金属（例えば、Ｃａ＋＋又はＭｇ＋＋）の化学量論を有する。

一部の実施形態において、造影剤は、７テスラで（例えば、摂氏２２度、２ｍＭ Ｔｒｉｓ緩衝ｄｄＨ_２Ｏ及び／又はｐＨ７．０において）測定して、５、８又は１０から１５、１８、２０、２５、３０、３５又は４０ｍＭ^－１秒^－１）のｒ_２緩和度を有する。理論に拘泥するものではないが、溶液中の遊離Ｍｎ（例えば、ＭｎＣｌ_２塩）は、Ｔ２^＊磁化率及びスピン－スピン（Ｔ２’）効果がいずれも高いため、低Ｔ_２緩和／高ｒ_２緩和度（ｍＭ^－１ｓｅｃ^－１）を有する。Ｔ２（及び、したがって、ｒ２）は、Ｔ２^＊とＴ２’の両方の関数である。水和した遊離イオンは、いくつかの配位内圏水と一緒にクラスター形成し、局所磁場不均一性及び結合水分子と溶媒水分子とのスピン－スピン相互作用を増加させる。個々のＭｎイオンが配位子と配位している場合には、クラスター形成、したがって、Ｔ２^＊効果（及びｒ_２緩和度）が減少する。配位内圏水を１つだけ有する強いＭｎ錯体はまた、スピン－スピン相互作用を減少させており、したがって、結合水分子と溶媒水分子との交換がより少ないことにより、Ｔ２’効果も減少させている。個々のＭｎイオンが、溶液中で配位子キレートと完全に錯体形成している場合には、キレート金属の測定ｒ_２は、溶液中の遊離金属のｒ_２の３０分の１であると以前決定されている。Ｃａｒａｖａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｉｍａｇｉｎｇ ２００９，４：８９を参照のこと。したがって、ｒ_２は、錯体形成度のマーカーとなり得る。図３を参照のこと。

金属の錯体形成は、造影剤の毒性を低下させ且つ／又は安定性を増加させることができる。静脈内投与されるＭｎなどの遊離金属は、即時型の有害な毒性作用を有する可能性がある。遊離Ｍｎに関しては、陰性変時／変力（ｃｈｒｏｎｏｔｒｏｐｉｃ／ｉｏｎｏｔｒｏｐｉｃ）効果のため、特に心臓毒性が問題となることがある。ＰＫ／体内分布の差が、例えば、１：１のＭｎ：ビスホスホネート錯体対１：２錯体で、並びにＮａ＋及びＣａ＋＋の代わりにメグルミン及びコリンなどのカチオンを用いた合成で、認められる（データは示さず）。注射中に毒性も検出されることもあり、Ｎａ＋及びＣａ＋＋では認められない急速な心臓及び呼吸抑制が同等な用量の１：２のＭｎ：ビスホスホネート錯体で認められる（データは示さず）。

本明細書中で教示する通り、造影剤は１種又は複数の治療薬を含むことができる。これらの実施形態において、治療薬（１種又は複数）の送達のリアルタイム監視を、治療薬が送達される場所を正確に示す造影剤の検出によって行うことができる（「セラノスティクス」）。

本明細書中で使用する用語「医薬として許容される」が、化合物又は組成物が、本明細書中で記載した治療を達成するために対象に投与するのに好適であり、疾患の重症度及び治療の必要性に鑑みて、過度に有害な副作用を伴わないことを意味する。

一部の実施形態において、造影剤は、細胞毒のような治療薬に結合されている、例えば、共有結合されている。本明細書中で使用する「細胞毒」は、細胞死を引き起こす薬剤、例えば、抗がん薬、抗微生物薬、又は細胞死を引き起こす他の薬剤を指す。例としては、インターフェロン、メトトレキセート、ドキソルビシン、ダウノルビシン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、マイトマイシンＣ、ブレオマイシン、タキソール、タキソテール、ナベルビン、アドリアマイシン、両親媒性アミン、クロロキン、ヒドロキシクロロキンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

細胞毒の種類の例としては、アルキル化剤、例えば、ナイトロジェンマスタード類、アルキルスルホネート、ニトロソ尿素類、エチレンイミン類及びトリアゼン類；代謝拮抗薬、例えば、葉酸拮抗薬、プリン類似体及びピリミジン類似体；抗生物質、例えば、アントラサイクリン類、ブレオマイシン類、マイトマイシン、ダクチノマイシン及びプリカマイシン；酵素、例えば、Ｌ－アスパラギナーゼ；ファルネシルタンパク質トランスフェラーゼ阻害剤；ホルモン剤、例えば、グルココルチコイド、エストロゲン／抗エストロゲン、アンドロゲン／抗アンドロゲン、プロゲスチン、及び黄体形成ホルモン放出ホルモン拮抗薬、酢酸オクトレオチド；微小管破壊薬、例えば、エクチナサイジン類又はそれらの類似体及び誘導体；微小管安定化剤、例えば、パクリタキセル、ドセタキセル、コンブレタスタチンＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ並びにそれらの誘導体、水和物及びプロドラッグ（例えば、コンブレタスタチンＡ－４ホスフェート）、並びにエポチロンＡ～Ｆ並びにそれらの類似体、プロドラッグ、水和物、溶媒和物又は誘導体；植物由来製品、例えば、ビンカアルカロイド、エピポドフィロトキシン類、タキサン類；並びにトポイソメラーゼ阻害薬；プレニル－タンパク質トランスフェラーゼ阻害薬；並びに種々の薬剤、例えば、ヒドロキシ尿素、プロカルバジン、ミトタン、ヘキサメチルメラミン、白金配位錯体、例えば、シスプラチン及びカルボプラチン；並びに抗がん薬及び細胞毒性薬として使用される他の薬剤、例えば、生体応答修飾物質（例えば、チロシンキナーゼ阻害薬、例えば、ラパチニブ）、増殖因子；免疫調節薬、抗マラリア薬（例えば、クロロキン、ヒドロキシクロロキン）及びモノクローナル抗体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の化合物は、適宜、放射線療法と併用することもできる。

細胞毒性薬の種類の更なる代表例としては、塩酸メクロレタミン（ｍｅｃｈｌｏｒｅｔｈａｍｉｎｅ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｄｉｅ）、シクロホスファミド、クロラムブシル、メルファラン、イフォスファミド、ブスルファン、カルムスチン、ロムスチン、セムスチン、ストレプトゾシン、チオテパ、ダカルバジン、メトトレキセート、チオグアニン、メルカプトプリン、フルダラビン、ペントスタチン（ｐｅｎｔａｓｔａｔｉｎ）、クラドリビン（ｃｌａｄｒｉｂｉｎ）、シタラビン、フルオロウラシル、塩酸ドキソルビシン、ダウノルビシン、イダルビシン、硫酸ブレオマイシン、マイトマイシンＣ、アクチノマイシンＤ、サフラシン類、サフラマイシン類、キノカルシン類、ディスコデルモリド類、ビンクリスチン、ビンブラスチン、酒石酸ビノレルビン、エトポシド、テニポシド、パクリタキセル、タモキシフェン、エストラムスチン、リン酸エストラムスチンナトリウム、フルタミド、ブセレリン、ロイプロリド、プテリジン類、ジインゼス（ｄｉｙｎｅｓｅｓ）、レバミゾール、アフラコン（ａｆｌａｃｏｎ）、インターフェロン、インターロイキン、アルデスロイキン、フィルグラスチム、サルグラモスチム、リツキシマブ、ＢＣＧ、トレチノイン、塩酸イリノテカン、ベタメタゾン（ｂｅｔａｍｅｔｈｏｓｏｎｅ）、塩酸ゲムシタビン、アルトレタミン、及びトポテカン（ｔｏｐｏｔｅｃａ）並びにそれらの任意の類似体又は誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

これらの種類の好ましい要素としては、パクリタキセル、シスプラチン、カルボプラチン、ドキソルビシン、カルミノマイシン（ｃａｍｉｎｏｍｙｃｉｎ）、ダウノルビシン、アミノプテリン、メトトレキセート、メトプテリン、マイトマイシンＣ、エクチナサイジン７４３、ポルフィロマイシン、５－フルオロウラシル（５－ＦＵ）、６－メルカプトプリン、ゲムシタビン、シトシンアラビノシド、ポドフィロトキシン又はポドフィロトキシン誘導体、例えば、エトポシド、リン酸エトポシド又はテニポシド、メルファラン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ロイロシジン、ビンデシン及びロイロシンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

抗微生物薬としては、抗生物質を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。抗生物質の例としては、アミノグリコシド、例えば、アミカシン、ゲンタマイシン、カナマイシン、ネオマイシン、ネチルマイシン、トブラマイシン、パロモマイシン、ストレプトマイシン、スペクチノマイシン；アンサマイシン類、例えば、ゲルダナマイシン、ハービマイシン、リファキシミン；カルバセフェム類、例えば、ロラカルベフ；カルバペネム類、例えば、エルタペネム、ドリペネム、イミペネム、メロペネム；セファロスポリン類、例えばセファドロキシル、セファゾリン、セファロチン、セファレキシン、セファクロール、セファマンドール、セフォキシチン、セフプロジル、セフロキシム、セフィキシム、セフジニル、セフジトレン、セフォペラゾン、セフォタキシム、セフポドキシム、セフタジジム、セフチブテン、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフェピム、セフタロリンフォサミル、セフトビプロール；グリコペプチド、例えば、テイコプラニン、バンコマイシン、テラバンシン、ダルババンシン、オリタバンシン、クリンダマイシン、リンコマイシン；リポペプチド、例えば、ダプトマイシン；マクロライド類、例えば、アジスロマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、エリスロマイシン、ロキシスロマイシン、トロレアンドマイシン、テリスロマイシン、スピラマイシン；モノバクタム類、例えば、アズトレオナム；ニトロフラン類、例えば、フラゾリドン、ミクロフラントイン（ｍｉｃｒｏｆｕｒａｎｔｏｉｎ）；オキサゾリジノン類、例えば、リネゾリド、ポジゾリド、ラデゾリド、トレゾリド；ペニシリン類、例えば、アモキシシリン、アンピシリン、アズロシリン（ａｚｏｌｃｉｌｌｉｎ）、カルベニシリン、クロキサシリン、ジクロキサシリン、フルクロキサシリン、メズロシリン、メチシリン、ナフシリン、オキサシリン、ペニシリンＧ、ペニシリンＶ、ピペラシリン、ペニシリンＧ、テモシリン、チカルシリン；ポリペプチド、例えば、バシトラシン、コリスチン、ポリミキシンＢ；キノロン類、例えば、シプロフロキサシン、エノキサシン、ガチフロキサシン、ゲミフロキサシン、レボフロキサシン、ロメフロキサシン、モキシフロキサシン、ナリジクス酸、ノルフロキサシン、オフロキサシン、トロバフロキサシン、グレパフロキサシン、スパルフロキサシン、テマフロキサシン；スルホンアミド類、例えば、マフェニド、スルファセタミド、スルファジアジン、スルファジアジン銀、スルファジメトキシン、スルファメチゾール、スルファメトキサゾール、スルファニルイミド（ｓｕｌｆａｎｉｌｉｍｉｄｅ）、スルファサラジン、スルフイソキサゾール、トリメトプリム－スルファメトキサゾール、スルホンアミドクリソイジン；テトラサイクリン類、例えば、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、テトラサイクリン；マイコバクテリアの治療に有用な薬剤、例えば、クロファジミン、ダプソン、カプレオマイシン、サイクロセリン、エタンブトール、エチオナミド、イソニアジド、ピラジナミド、リファンピン、リファブチン、リファペンチン、ストレプトマイシン；他の抗微生物薬、例えば、アルスフェナミン（ａｒｓｐｅｎａｍｉｎｅ）、クロラムフェニコール、ホスホマイシン、フシジン酸、メトロニダゾール、ムピロシン、プラテンシマイシン、キヌプリスチン／ダルホプリスチン、チアンフェニコール、チゲサイクリン、チニダゾール、トリメトプリム、テイクソバクチンなど（それらの組合せを含む）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

一部の実施形態において、細胞毒性薬としては、テトラサイクリン、メトトレキセート、ラパチニブ、アミノキノリン類、例えば、クロロキン及びヒドロキシクロロキン、及びＨＳＰ－９０阻害剤を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。例えば、米国特許出願公開第２００６／００７４１０５号（Ｗａｒｅ，Ｊｒ．ら）；米国特許出願公開第２０１５／０１９１４７１号（Ｈａｙｓｔｅａｄら）を参照のこと。

使用方法
本発明は主として、ヒト対象のスキャニング及び／又は治療に関するが、本発明は動物対象、特に哺乳動物対象、例えば、マウス、ラット、イヌ、ネコ、家畜及びウマに対して獣医学の目的で、並びに／又は薬物スクリーニング及び／若しくは薬物開発の目的で実施することもできる。

本明細書中で使用する用語「治療する」は、対象の状態（例えば、１つ又は複数の症状）の改善、疾患の進行遅延などを含む利益を、疾患に苦しむ対象に与えるあらゆる型の治療を指す。

本明細書中で教示するイメージング剤及び治療薬は、結合された治療薬の薬物動態及び体内分布の個別的な非侵襲的評価を可能にすることによって、インビボで検出可能であり、個別化ＭＲＩ誘導療法の機会を提供する。十分に特性決定された認可治療薬でも、患者集団全体にわたって広範囲の薬物動態及び体内分布挙動を有することができるので、薬剤送達のリアルタイム監視により、特定の対象に対して治療効能を最大化し、毒性を最小にすることができる。

本明細書中で教示するイメージング剤及び治療薬は、腫瘍の個別化ＭＲＩ誘導局所治療を可能にすることもできる。ほとんどの化学療法薬は全身に送達されるが、ＭＲＩ誘導治療は、監視された局所送達を可能にし、治療薬がその意図された標的に蓄積していることを保証することができる。更に、送達位置及び／又は投薬を治療中に調整し得る。

例えば、本明細書中で教示する造影剤の一部としての破壊的細胞毒性薬の送達は、ＭＲＩによってリアルタイムに誘導及び監視でき、薬剤がその意図された標的（例えば、腫瘍）に達するが、他の組織に過度に分布して望ましくない毒性を引き起こすことがないことを保証する。

一部の実施形態において、治療は、腫瘍の外科的切除の前又は後に行う。一部の実施形態において、治療は、「切除不可能な」がん（即ち、適用可能な治療指針によって外科的切除が推奨されないもの）又は「切除可能境界」がん（例えば、局所進行性非転移性膵がん）を対象とする。このような場合、本明細書中で教示する造影剤と錯体形成した破壊的細胞毒性薬は、必要に応じて局所送達に調整を加えながら、がんに誘導してがんを治療することができる。一部の実施形態において、治療により、がんをその後に切除可能にすることもできる。

本明細書中で教示するイメージング剤及び治療薬は、感染の個別化ＭＲＩ誘導局所破壊的治療を可能にすることもできる。ＭＲＩ誘導治療は監視された局所送達を可能にして、治療薬が感染を弱めるためにその意図された標的、例えば、細菌／細菌バイオフィルム、感染宿主組織などに蓄積していることを保証することができる。更に、送達位置及び／又は投薬を治療中に調整し得る。

例えば、本明細書中で教示する造影剤の一部としての抗微生物薬の送達は、ＭＲＩによってリアルタイムに誘導及び監視でき、薬剤がその意図された標的（例えば、微生物感染、例えば、細菌感染、ウイルス感染又は真菌感染の部位）に達するが、他の組織に過度に分布して望ましくない毒性及び／又は副作用を引き起こすことがないことを保証する。

一部の実施形態において、感染は治療抵抗性（即ち、１種又は複数の治療薬に対して耐性がある）又は慢性（即ち、少なくとも６カ月続く）である。

本発明を、以下の非限定的な実施例において更に詳述する。

［実施例１］
分子イメージング及び多重療法のための低分子量マンガンビスホスホネート錯体
高スピンＭｎ（ＩＩ）錯体の合成例
所望の最終容量の再蒸留水に絶えず撹拌しながら、２当量のエチドロン酸及び４当量の炭酸水素ナトリウムを添加する。溶液のｐＨは、１０分後に約３．８～４．０となる。その後、ｐＨは、希ＮａＯＨによって約５．５～７．０に更に調整することができる。この後、１当量のＭｎＣｌ_２を添加する。ＭｎＣｌ_２の添加後、溶液は予想通り、より酸性（ｐＨ約３～４）となるが、ｐＨは中程度に希釈した塩基、例えば、ＮａＯＨで７．０～７．５に上昇させるべきである。最も一貫性のある有効な結果は、Ｍｎ（ＩＩ）添加前にｐＨが５～７であり且つアルカリ金属カチオン（例えば、Ｎａ）が予め存在して、ｐＫａが０．７０及び１．４６のエチドロネート上の２つのホスフェート酸素と少なくとも配位結合している場合に、達成された。

弱塩基性アミン緩衝液、例えば、Ｔｒｉｓ緩衝液を最初に又は主要な試薬の添加後に使用して、ｐＨを確実に中性以上にする良好な結果を得ることができるが、Ｍｎの添加前は、エチドロン酸１分子当たり少なくとも２当量のＮａ^＋が特に有益であると思われる。この反応のための加熱は、必要でない。

生成物は、過剰の極性有機溶媒（例えば、アセトン、ＭｅＯＨ、ＥＴＯＨ）によって沈殿及び単離させることができるが、この錯体に限って言えば、これらの溶媒により可溶（親水性がより低い）であり、したがって、沈殿及び単離により多くの時間及び挑戦が必要である。最終固体生成物の代替的な単離は、直接的な凍結乾燥によっても達成可能である。

インビボにおける挙動を、Ｍｎ（ＩＩ）キレート化のための２つの比較的強い（ｌｏｇ Ｋ_１＞７）配位子、ＥＤＴＡに密接に関連するニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、及び３，４－ジヒドロ安息香酸（３，４－ＤＢＡ）について試験した。いずれもＭｎ（ＩＩ）配位錯体を容易に形成し、市販のＧｄキレートと同様な緩和プロフィールを示す。しかし、ｉ．ｖ．投与後のこれらの薬剤のインビボＭＲイメージングから、遊離Ｍｎの放出及び肝細胞への取り込み、即ち、実質強調が強いこと、胆嚢強調がないこと及び腎臓排出（図４Ａ）の証拠がないことと一致して、ＮＴＡ及び３，４－ＤＢＡの両方の体内分布が同一であることが明らかになった。

このインビボの挙動はまた、これまでにＦＤＡに認可された薬剤Ｔｅｓｌａｓｃａｎ（マンガホジピル三ナトリウム）について観察されたものでもあった。従来、ＭＲＩのための常磁性Ｍｎ錯体の開発は、インビボにおいて他の内因性金属、例えば、亜鉛によってＭｎ（ＩＩ）が金属交換される傾向をもたらす、Ｍｎ（ＩＩ）に固有の配位不安定性（例えば、アーヴィング－ウィリアムズ系列）が課題となっていた。ＦＤＡに認可された唯一のＭＲＩのためのＭｎ（ＩＩ） ＰＭ錯体はＴｅｓｌａｓｃａｎであったが、これは現在中止されている。Ｔｅｓｌａｃａｎは直ちに肝臓に分配されて遊離Ｍｎを放出し、それが次に肝細胞に取り込まれた。したがって、コントラストの強調は遊離Ｍｎに基づき、肝臓に限られた。加えて、心臓の強調もＮＴＡ及び３，４－ＤＢＡの両方で認められ、これは、遊離Ｍｎが肝臓に入る前に血液プールに放出されることを示している。

ＮＴＡ及び３，４－ＤＢＡと比較して、Ｍｎ（ＩＩ）エチドロネート３０ｍｇ／ｋｇのＩＶ投与は最初に、顕著な動脈血プール相を可視化し、続いて腎集合系及び膀胱並びに胆嚢を迅速に強調する（図４Ｂ）。ＮＴＡ及び３，４－ＤＢＡほどは実質的に強くないが、肝実質の強調が観察され、投与後１０～１５分でピークに達し、４時間までに正常Ｔ_１値に戻る。腸の強調も顕著であるが、より変化しやすく、これは、胆嚢から小腸への配位錯体の排出を意味すると考えられる。加えて、わずかであるが一過性のＴ_１変化が、骨格筋及び長骨において観察され、主要血管における弱い残留Ｔ_１変化と平行して３０分後に正常に戻る。これは、局所的な実質の取り込み効果ではなく血液プールの取り込み効果と一致する。Ｔ_１変化は、脳又は脊椎では観察されない（ｎ＝２０）。

［実施例２］
造影剤中のＭｎの錯体形成の差異。
１－ＯＨビスホスホネートとＭｎ^２＋の２：１錯体が熱力学的に有利であることが判明した。合成中に化学量論を変えることによって、ビスホスホネート対Ｍｎ^２＋の比が２：１より高くなっても、Ｍｎ^２＋の追加の錯体形成は観察されない。（図３）

Ｍｎ^２＋のｒ_２は完全にキレート化されている一水和Ｍｎ^２＋のｒ_２の３０倍であるので、遊離Ｍｎ^２＋は、溶媒のＴ_２を時間の関数として測定することによって決定される（Ｃａｒａｖａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｉｍａｇｉｎｇ ２００９，４：８９）。１－ＯＨビスホスホネート：Ｍｎ^２＋錯体及びＭｎＣｌ_２の緩和度測定は、７Ｔで２２℃において２ｍＭのＴｒｉｓ緩衝ｄｄＨ_２Ｏ中で行った。ナトリウム含有溶液は、ＮａＯＨでｐＨ７．０まで滴定した。ナトリウムを含まない溶液は、対応するカチオン塩基（コリン又はメグルミン）で中性ｐＨまで滴定した。各試料の原液を２０ｍＭ Ｍｎ２＋を用いて調製した。ｒ_１及びｒ_２は、２００マイクロモル濃度の試料濃度について従来のＭＲ高速スピンエコー系マッピング方法から算出した。

アルカリ金属カチオンは、２：１のビスホスホネート：Ｍｎ^２＋錯体の安定性を増加させることが判明した。少なくとも１つのＮａ^＋カチオン及び少なくとも１つのＣａ^２＋カチオンを含有する異核錯体は、最も安定な２：１錯体を形成し、過剰な配位子なしで一水和Ｍｎ^２＋が完全にキレート化される。

［実施例３］
体内分布の変更、画像診断及び治療活性の向上のための、金属と錯体形成した１－ヒドロキシエタン－１，１－ジホスホン酸由来の小分子薬物
Ｍｎビスホスホネート錯体は、ＭＲイメージング及び画像誘導療法のための一連の新規分子イメージングプローブを創出する新しい機会を提供する。１－ヒドロキシルエチレンジホスホネートは、中心炭素から離れたＲ２基を介して又はリン酸エステル化によって容易に結合することができ、したがって、公知のターゲティング及び／又は治療活性を有する多くの既存の小分子薬物を用いて誘導体化させることができる。

骨関連の状態の治療に加えて、ビスホスホネートは最近になって、いくつかの悪性腫瘍のための化学療法補助薬として大いに有望であることが示された。作用メカニズムは、ファルネシルジホスフェートシンターゼ（ｆａｒｎｅｓｙｌ ｄｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ）（ＦＤＰＳ）及び／又はビスホスホネートの構造類似体であるピロホスフェートを通常利用する他の細胞内酵素の阻害によると考えられている。腫瘍親和性（ｔｕｍｏｒ－ａｖｉｄ）小分子及びＭｎと錯体形成したビスホスホネートの細胞内共輸送により、ビスホスホネートは、分子イメージング及び親分子の治療活性に加えて二次的な治療活性をいずれも可能にする。

最後に、遊離Ｍｎは、特定のニューロン集団に高濃度に蓄積させられるならば、神経病学的に有毒であると考えられている。Ｍｎの濃度が細胞内結合プールを超えると、ＭｎはＦｅ及び他の遷移金属と同様に、特に高いレドックス活性種、例えば、Ｈ_２Ｏ_２、アスコルベート及びキノンの共存下で、フェントン媒介フリーラジカル産生を刺激する。しかし、組織内のＭｎ蓄積はＭＲＩによって容易に可視化されるので、Ｍｎ含有薬剤の選択的送達は容易に監視される。（実際、高分解度の定量的Ｔ_１マッピングを用いた全ての動物ＭＲＩ実験において、ＭｎのＣＮＳ蓄積は、１０倍超の用量でＭｎビスホスホネートを投与した後であっても決して観察されなかった。）したがって、ＭＲＩによって確認されるがん細胞中のＭｎの選択的蓄積は、レドックス媒介細胞毒性による別の治療手段を提供することができる。

いくつかの合成ストラテジーは、小分子薬物を直接的に又はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）リンカーを介して標識化するのに使用された。２つの錯体、１つ目はアミンを末端基とするＰＥＧリンカーを介するメドロネート類似体との錯体（スキーム１Ｂ）及び２つ目はＣＯＯＨを末端基とするＰＥＧリンカーを介して結合しているエチドロネート類似体（スキーム１Ｃ）が、合成され、同定され、インビボで予備研究された。両錯体のパイロットデータは、常磁性配位錯体単独について認められるものより大きい、４Ｔ１腫瘍における強調の漸進的蓄積を示している（図５）。常磁性配位錯体投与の３０分前の非連結ＨＳＰ９０ｉ化合物の投与に関する予備データもまた、親薬物からの常磁性（ＰＭ）錯体の若干の競合的阻害を示唆している。

更に、多くのがんにおいて高い蓄積選択性を有する別の十分に特徴が明らかにされた小分子薬物である４－アミノキノリンであるキノンレダクターゼ２阻害剤クロロキンの１－ヒドロキシビスホスホネート誘導体を合成した。選択的蓄積に加えて、クロロキンは、化学療法試験において有効な補助薬として有望であることが最近示された。

小分子薬物の１－ヒドロキシビスホスホネート官能基化は、これらの薬物の直接コンジュゲーションによって、又はこれらの小分子と１－ヒドロキシビスホスホネート類似体の両方に連結される分子架橋（例えば、ＰＥＧ）によって行うことができる。これらは、診断及び／又は治療用途に有用なその後の金属錯体の形成に使用できる。スキーム３及びスキーム４は、ＨＳＰ９０阻害剤への、及び一部の乳がんの治療に使用される「高蓄積」チロシンキナーゼ阻害剤である、ＦＤＡによって認可されている薬物ラパチニブへの直接連結のための方法の例を提示している。

［実施例４］
ＭＲＩ誘導療法のプロトコール例
治療用化合物への常磁性官能基の導入は、薬物の薬物動態及び体内分布のリアルタイムＭＲイメージングを可能にする。一例において、常磁性医薬品を、従来の経路、例えば、経口又は静脈内送達によって患者に投与し、次いで、投与後にＭＲＩスキャンを行って、種々の組織区画における薬物レベルを決定する。ＭＲＩは、所与の医薬品の固有の体内分布特性及び治療目標に応じて、薬物投与の直後に、薬物投与から１～２４時間以内に又は薬物投与から２日以上のうちに行うことができる。組織への薬物蓄積の検出及び測定に定量的（例えば、Ｔ１マッピング）及び定性的（例えば、Ｔ１及びＴ２加重）取得配列を利用することによって、ＭＲＩは、個々の患者における所与の医薬品の薬物動態挙動を特徴づけることができ、それにより、治療レベルが達成され且つ健常組織への蓄積が最小になるように最適な投薬を誘導することができる。

別の例において、常磁性医薬品を、より直接的な経路を使用して、例えば、血管内カテーテル（例えば、動脈内、静脈内）を介して又は経皮的に（例えば、針の配置、対流強化送達）投与し、標的への正確な局所薬物送達を最適化するために、ＭＲＩをリアルタイムで行う。この特定の用途では、ＭＲＩを使用して、送達デバイス（例えば、カテーテル又は針）のインビボ配置及びその標的への医薬品の投与の両方を誘導する。

臨床診療においては、現在のところ、ヨード系造影剤又はガドリニウム系造影剤が、Ｘ線／ＣＴ蛍光透視法又はＭＲＩ誘導をそれぞれ使用して、類似した方法で使用されている。これらの薬剤は、薬物送達、局在及び分布の代替マーカーとして役立つと仮定して使用されている。このような診療は、例えば、腫瘍又は腫瘍切除空洞への抗悪性腫瘍薬の投与に一般的である。しかし、これらの造影剤は、治療薬に連結されておらず、顕著に異なる医薬特性（例えば、分子量、親油性、電荷）を常に有するので、代替品としては不十分である。

本明細書中に記載される本発明の場合、ＭＲＩ造影シグナルは、薬物送達、局在及び分布についての正確なマーカーとなる。

前述したのは、本発明の例証であって、本発明の限定と解してはならない。本発明は以下の特許請求の範囲によって定義され、特許請求の範囲の均等形態も本発明に包含される。出願時の特許請求の範囲は以下の通り。
［請求項１］
磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）造影剤及び治療薬として有用な化合物であって、
Ｙ－Ｘ－Ｚ
［式中、
ＸはＭｎ（ＩＩ）であり、Ｙ及びＺはそれぞれ独立して、式
［化１］

（式中、
Ｒ^１は－ＯＨであり、
Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立して、Ｈ、アルキル、又は－ＬＲ’であり、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６の少なくとも１つは－ＬＲ’であり、
各Ｌは、存在し又は存在せず、存在する場合には連結基であり、
各Ｒ’は独立して治療薬である）
のビスホスホネートである］
によって表される構造を有する化合物又は医薬として許容されるその水和物及び／若しくは塩。
［請求項２］
Ｒ^２が－ＬＲ’であり、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が、それぞれ独立して、Ｈ又はアルキル（例えば、低級アルキル）である、請求項１に記載の化合物。
［請求項３］
前記化合物が、１：２（Ｍｎ（ＩＩ）：ビスホスホネート）の化学量論で医薬組成物中に提供される、請求項１に記載の化合物。
［請求項４］
Ｌが、ポリ（アルキレンオキシド）を含む、請求項１に記載の化合物。
［請求項５］
前記治療薬が、細胞毒である、請求項１に記載の化合物。
［請求項６］
前記細胞毒が、抗がん薬又は抗微生物薬である、請求項５に記載の化合物。
［請求項７］
前記細胞毒が、ラパチニブ、アミノキノリン類及びＨＳＰ－９０阻害剤からなる群から選択される、請求項５に記載の化合物。
［請求項８］
前記造影剤が、２，０００ダルトン未満の分子量を有する、請求項１に記載の化合物。
［請求項９］
前記化合物が、八面体である、請求項１に記載の化合物。
［請求項１０］
前記化合物が、一水和物又は二水和物である、請求項１に記載の化合物。
［請求項１１］
前記化合物が、１から３個のカチオンを含む塩である、請求項１に記載の化合物。
［請求項１２］
前記カチオンが、ナトリウム及びメグルミンから選択される、請求項１１に記載の化合物。
［請求項１３］
前記Ｍｎ（ＩＩ）と配位している少なくとも１つの水分子と、
少なくとも１つのアルカリ金属又はアルカリ土類金属と、
少なくとも１つの追加のカチオンと
を含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の化合物。
［請求項１４］
前記化合物が、２ｍＭ Ｔｒｉｓ緩衝ｄｄＨ_２Ｏ、ｐＨ７．０において、７テスラ、摂氏２２度において測定して、５から１８ｍＭ^－１ｓｅｃ^－１のｒ_２緩和度を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の化合物。
［請求項１５］
前記化合物が、カルシウム及びマグネシウムから選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属を含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の化合物。
［請求項１６］
前記化合物が、ナトリウムを含む、請求項１５に記載の化合物。
［請求項１７］
請求項１から１６のいずれか１項に記載の化合物を、医薬として許容される担体中に含む組成物。
［請求項１８］
前記医薬として許容される担体が、水又はリン酸緩衝生理食塩水である、請求項１７に記載の組成物。
［請求項１９］
前記組成物が、６．０から８．０のｐＨを有する、請求項１７又は１８に記載の組成物。
［請求項２０］
対象に対して磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）スキャンを行う方法であって、前記ＭＲＩスキャンの前及び／又は前記ＭＲＩスキャンの間に請求項１から１６のいずれか１項に記載の化合物又は請求項１７から１９のいずれか１項に記載の組成物を前記対象に投与するステップを含む、方法。
［請求項２１］
それを必要とする対象に治療薬を投与する方法であって、請求項１から１６のいずれか１項に記載の化合物又は請求項１７から１９のいずれか１項に記載の組成物を治療有効量で前記対象に投与するステップを含む、方法。
［請求項２２］
前記対象において化合物をＭＲＩで検出するステップを更に含む、請求項２１に記載の方法。
［請求項２３］
前記投与するステップが、前記検出するステップに基づいて調整される（例えば、針の配置、投与量、送達速度など）、請求項２２に記載の方法。
［請求項２４］
前記対象が、がんの治療を必要としている、請求項２１から２３のいずれか１項に記載の方法。
［請求項２５］
前記対象が、微生物感染の治療を必要としている、請求項２１から２３のいずれか１項に記載の方法。
［請求項２６］
前記微生物感染が、治療抵抗性又は慢性の細菌感染である、請求項２５に記載の方法。

Claims (25)

1. 磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）造影剤であって、
   Ｙ－Ｘ－Ｚ
   ［式中、
   ＸはＭｎ（ＩＩ）であり、Ｙ及びＺはそれぞれ独立して、式
   

   

   （式中、
   Ｒ^１は－ＯＨであり、
   Ｒ ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立して、Ｈ、又は１から１０個の炭素原子を含有するアルキルであり、Ｒ ^２ は－ＬＲ’であり、
   Ｌは、存在し又は存在せず、存在する場合には連結基であり、
   Ｒ’は治療薬である）
   のビスホスホネートである］
   によって表される構造を有する錯体又は医薬として許容されるその水和物及び／若しくは塩を含む造影剤。
2. Ｒ ^３ 、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が、それぞれＨである、請求項１に記載の造影剤。
3. 前記錯体が、１：２（Ｍｎ（ＩＩ）：ビスホスホネート）の化学量論で医薬組成物中に提供される、請求項１に記載の造影剤。
4. Ｌが、ポリ（アルキレンオキシド）を含む、請求項１に記載の造影剤。
5. 前記治療薬が、細胞毒である、請求項１に記載の造影剤。
6. 前記細胞毒が、抗がん薬又は抗微生物薬である、請求項５に記載の造影剤。
7. 前記細胞毒が、ラパチニブ、アミノキノリン類及びＨＳＰ－９０阻害剤からなる群から選択される、請求項５に記載の造影剤。
8. 前記造影剤が、２，０００ダルトン未満の分子量を有する、請求項１に記載の造影剤。
9. 前記錯体の化学構造が、八面体である、請求項１に記載の造影剤。
10. 前記錯体が、一水和物又は二水和物である、請求項１に記載の造影剤。
11. 前記錯体が、１から３個のカチオンを含む塩である、請求項１に記載の造影剤。
12. 前記カチオンが、ナトリウム及びメグルミンから選択される、請求項１１に記載の造影剤。
13. 前記Ｍｎ（ＩＩ）と配位している少なくとも１つの水分子と、
    少なくとも１つのアルカリ金属又はアルカリ土類金属と、
    少なくとも１つの追加のカチオンと
    を含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の造影剤。
14. 前記錯体が、２ｍＭ Ｔｒｉｓ緩衝ｄｄＨ_２Ｏ、ｐＨ７．０において、７テスラ、摂氏２２度において測定して、５から１８ｍＭ^－１ｓｅｃ^－１のｒ_２緩和度を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の造影剤。
15. 前記錯体が、カルシウム及びマグネシウムから選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属を含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の造影剤。
16. 前記錯体が、ナトリウムを含む、請求項１５に記載の造影剤。
17. Ｙ－Ｘ－Ｚ
    ［式中、
    ＸはＭｎ（ＩＩ）であり、Ｙ及びＺはそれぞれ独立して、式
    

    

    （式中、
    Ｒ^１は－ＯＨであり、
    Ｒ ^３ 、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６はそれぞれ独立して、Ｈ、又は１から１０個の炭素原子を含有するアルキルであり、Ｒ ^２ は－ＬＲ’であり、
    Ｌは、存在し又は存在せず、存在する場合には連結基であり、
    Ｒ’は治療薬である）
    のビスホスホネートである］
    によって表される構造を有する錯体又は医薬として許容されるその水和物及び／若しくは塩を、医薬として許容される担体中に含む組成物。
18. 前記医薬として許容される担体が、水又はリン酸緩衝生理食塩水である、請求項１７に記載の組成物。
19. 前記組成物が、６．０から８．０のｐＨを有する、請求項１７又は１８に記載の組成物。
20. 対象に対して磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）スキャンを行うための請求項１７～１９のいずれか１項に記載の組成物であって、前記ＭＲＩスキャンの前及び／又は前記ＭＲＩスキャンの間に前記対象に投与することにより用いられる、組成物。
21. 前記錯体又は医薬として許容されるその水和物及び／若しくは塩を治療有効量で含む、請求項１７～１９のいずれか１項に記載の組成物。
22. 前記対象において前記錯体又は医薬として許容されるその水和物及び／若しくは塩をＭＲＩで検出するために用いられる、請求項２１に記載の組成物。
23. 前記対象が、がんの治療を必要としている、請求項２１または２２に記載の組成物。
24. 前記対象が、微生物感染の治療を必要としている、請求項２１または２２に記載の組成物。
25. 前記微生物感染が、治療抵抗性又は慢性の細菌感染である、請求項２４に記載の組成物。

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