DE60214134T2 - Modifizierte psma-liganden und deren verwendung - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Prostatakrebs stellt die zweithäufigste Ursache von mit Krebs verbundenen Sterbefällen bei U.S.-amerikanischen Männern dar. Es wird geschätzt, dass 1998 in den U.S.A. 184.500 neue Fälle von Prostatakrebs diagnostiziert werden, und dass aus diesem Krebs über 39.200 Sterbefälle folgen werden.
  • Bei dem Prostata-spezifischen Membranantigen (PSMA) handelt es sich um ein in Prostatageweben exprimiertes Protein mit 120 kDa, das ursprünglich durch seine Reaktivität mit einem als 7E11-C5 bezeichneten Antikörper nachgewiesen wurde (Horoszewicz et al., 1987, Anticancer Res. 7: 927-935; U.S.-Patent Nr. 5,162,504). PSMA wird als ein Transmembranprotein vom Typ II gekennzeichnet, das Sequenzidentität mit dem Transferrinrezeptor teilt (Israeli et al., 1994, Cancer Res. 54: 1807-1811). PSMA ist eine Glutamat-Carboxypeptidase, die das endständige Carboxyglutamat sowohl von dem neuronalen Dipeptid N-Acetylaspartylglutamat (NAAG) als auch von gamma-gebundenem Folat Polyglutamat abspaltet. Dies bedeutet, dass die Expression von PSMA-cDNA eine „NAALA"-Dipeptidase-Aktivität N-acetylated α-linked acidic dipeptidase), auslöst (Carter et al., 1996, PNAS 93: 749-753).
  • Es ist besonders wichtig, dass in Prostatakrebs PSMA in erhöhten Mengen exprimiert wird, und dass erhöhte PSMA-Pegel auch in den Seren dieser Patienten nachweisbar sind (Horoszewicz et al., 1987, vorstehend; Rochon et al., 1994, Prostate 25: 219-223; Murphy et al., 1995, Prostate 26: 164-168; und Murphy et al., 1995, Anticancer Res. 15: 1473-1479). Es wird angenommen, dass PSMA als Marker für das Prostatakarzinom als Ziel bei Bildgebungsverfahren und cytotoxischen Behandlungsmodalitäten für Prostatakrebs dient. Beispielsweise ist die Prostata-Karzinogenese mit einem Ansteigen der PSMA-Pegel und der enzymatischen Aktivität von PSMA verbunden. PSMA-Antikörper, insbesondere mit Indium-111 markierte und mit Tritium markierte PSMA-Antikörper, sind beschrieben und für die Diagnose und Behandlung von Prostatakrebs klinisch untersucht worden. PSMA wird im duktalen Epithel der Prostata exprimiert und ist im Samenplasma, der Prostataflüssigkeit und im Urin vorhanden.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1A. Guilford 11254-36 wurde unter wässrigen Bedingungen und unter Verwendung der gezeigten Chemie mit dem Nah-Infrarot-Fluorophor IRDye78 (LI-COR, Lincoln, NE; Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm) konjugiert.
  • 1B. Das gewünschte Reaktionsprodukt konnte unter Verwendung von Normalphasen-Dünnschichtchromatographie leicht von den Reaktanden getrennt werden.
  • 2. COS7-Zellen, die gewöhnlich kein PSMA exprimieren, wurden mit Adenovirus-Konstrukten, die GFP exprimieren oder GFP und PSMA coexprimieren, infiziert. Das obere Feld zeigt die Nah-Infrarot-Fluoreszenz (Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm). Das mittlere Feld zeigt das Signal des Grün; fluoreszierenden Proteins. Das untere Feld zeigt den Phasenkontrast des gleichen Bereichs. Der Pfeil zeigt auf eine typische Zelle mit einem nuklearen/cytoplasmatischen GFP-Signal und einem starken Plasmamembran-Guilford/IRDye78-Signal. Kontrollzellen, die nur GFP exprimieren (rechte Spalte) binden kein Guilford/IRD78-Konjugat.
  • 3. COS7-Zellen, die gewöhnlich kein PSMA exprimieren, wurden mit Adenovirus-Konstrukten, die GFP und das Zelloberflächen-Protein Erb-B2 coexprimieren oder GFP und PSMA coexprimieren, infiziert. Das obere Feld zeigt die Nah-Infrarot-Fluoreszenz (Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm). Das mittlere Feld zeigt das Signal des Grün fluoreszierenden Proteins. Das untere Feld zeigt den Phasenkontrast des gleichen Bereichs. Der Pfeil zeigt auf eine typische Zelle mit einem starken Plasmamembran-Guilford/IRDye78-Signal in Zellen, die PSMA herstellen. Bei Zellen, die Erb-B2 exprimieren, wird keine Bindung beobachtet (rechtes Feld).
  • 4. PC3-Zellen, eine Zelllinie von menschlichem Prostatakrebs, die gewöhnlich kein PSMA exprimiert, wurden mit Adenovirus-Konstrukten, die GFP und das Zelloberflächen-Protein Erb-B2 coexprimieren oder GFP und PSMA coexprimieren, infiziert. Die mittlere Spalte zeigt nichtinfizierte PC3-Kontrollzellen. Die erste Reihe zeigt die Nah-Infrarot-Fluoreszenz (Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm). Die zweite Reihe zeigt eine Immunfärbung unter Verwendung von Erb-B2- oder PSMA-spezifischen Antikörpern. Die dritte Reihe zeigt das Signal des Grün fluoreszierenden Proteins. Die letzte Reihe zeigt den Phasenkontrast des gleichen Bereichs. Ein starkes Plasmamembran-Guilford/IRDye78-Signal wird nur in Zellen, die PSMA herstellen, beobachtet. Bei Zellen, die Erb-B2 exprimieren (rechtes Feld) und PC3-Kontrollzellen wird keine Bindung beobachtet.
  • 5. Oberes Feld: β-Asp-Glu (β-AG) ist ein Inhibitor der enzymatischen Aktivität von PSMA, wie durch einen 3H-NAAG-Test gemessen wurde. Die senkrechte Achse zeigt die Aktivität von Wildtyp-PSMA in Prozentwerten (100% entspricht der vollen Aktivität des Wildtyps). Die Inhibitorwirkung von β-AG wird mit einem kompetitiven PSMA-Inhibitor, beta-N-Acetyl-AG (β-NAAG), verglichen. Interessanterweise wurde gefunden, dass IRDye78 selbst ein starker PSMA-Inhibitor ist, und dass das konjugierte β-AG/IRDye78 (β-AG/78) eine synergistische Inhibitorwirkung auf PSMA im Vergleich zu β-AG oder unkonjugiertem IRDye78 aufweist. Unteres Feld: Struktur von konjugiertem β-AG/IRDye78 (β-AG/78).
  • 6. Oberes Feld: die Reinigung von β-AG/IRDye78 (β-AG/78) wurde entweder durch TLC (nicht gezeigt) oder durch HPLC durchgeführt. Unteres Feld: Struktur von β-AG.
  • 7. Oberes Feld: das Guilford/IRDye78-Konjugat weist die Fähigkeit zum Hemmen von PSMA auf, die im Vergleich mit jeder der einzelnen Verbindungen synergistisch ist. Die enzymatische Aktivität von PSMA wird durch einen 3H-NAAG-Test gemessen. Die senkrechte Achse zeigt die Aktivität von Wildtyp-PSMA in Prozentwerten (100% entspricht der vollen Aktivität des Wildtyps). Die Inhibitorwirkung von Guilford/IRDye78 wird mit IRDye78 und Guilford 11254-36 verglichen, dessen Struktur im unteren Feld gezeigt ist.
  • 8. Die Konjugate (beta-AG/78 und Guilford/78), die durch Konjugieren an das primäre Amin hergestellt worden sind, hemmen nicht nur die Aktivität, sondern es kann auch gezeigt werden, dass sie direkt an das PSMA-Molekül binden. Wie durch die Fluoreszenzpolarisationsdaten gezeigt wird, binden sowohl beta-AG/78 als auch Guilford/78 direkt an PSMA mit Kd-Werten, die den entsprechenden IC50-Werten der Enzyminhibierung im Wesentlichen äquivalent sind. Dies bedeutet, dass der IC50-Werten als Ersatz für die Affinität verwendet werden kann, und lässt vorhersagen, dass die hier vorgestellten Konjugate als Mittel zum Sichtbarmachen von PSMA-positiven Zellen verwendet werden können.
  • 9. Strukturvergleich einiger bekannter Inhibitoren von PSMA.
  • 10. Computererzeugte dreidimensionale Molekülmodelle von PSMA-Liganden. Das dreidimensionale „Molecular Modeling" wurde unter Verwendung einer MM2-Energieminimierung (CS Chem3D Pro-Software) in Gegenwart des Zn2+-Atoms, von dem bekannt ist, dass es im katalytischen Zentrum von PSMA vorhanden ist, durchgeführt. Durch Vergleichen der Struktur des natürlichen PSMA-Substrats L-Asp-L-Glu mit verschiedenen Inhibitoren wurde gezeigt, dass der Abstand der Carbonsäuren und die negative Ladung eine wichtige Rolle beim Bestimmen der Bindungsaffinität spielt. Das Vorhandensein der N-Acetylgruppe oder eines vollständigen Asp-Moleküls ist für die Bindung nicht notwendig.
  • 11. Zwei Beispiele von modifizierten PSMA-Liganden. Das obere Feld zeigt eine radioszintigraphische Sonde zum Nachweisen von Prostatakrebs, umfassend einen an das primäre Amin von Guilford 11254-36 gekoppelten Radiometall-Chelator. Das untere Feld zeigt ein cytotoxisches Arzneimittel zur Behandlung von Prostatakrebs, umfassend Doxorubicin, das an Guilford 11254-36 gekoppelt ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ia):
    Figure 00050001
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ib):
    Figure 00050002
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Id):
    Figure 00050003
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ie):
    Figure 00050004
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (If):
    Figure 00050005
    bereit, wobei:
    X O oder S darstellt;
    Y folgendes darstellt:
    Figure 00060001
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R1 und R3 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellen;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    D1 O oder S darstellt;
    D2 N3, SH2, NH2 oder NO2 darstellt;
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist; und
    n gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellt X O dar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellen R1 und R3 unabhängig voneinander ein -Niederalkyl-CO2R4 dar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt Y -P(=O)(-OR2)- dar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt R2 H oder ein Niederalkyl dar. Am stärksten bevorzugt stellt R2 H dar.
  • Eine weitere, verwandte Ausführungsform stellt eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ic) bereit:
    Figure 00060002
    wobei X, Y, R, R1 bis R4, D1, D2, m und n wie vorstehend definiert sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellt X O dar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt R1 H, ein -Niederalkyl-CO2R4 oder -(CH2)m-Aryl dar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt Y -P(=O)(-OR2)- dar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt R2 H oder ein Niederalkyl dar. Am stärksten bevorzugt stellt R2 H dar.
  • Eine weitere, verwandte Ausführungsform stellt eine Verbindung der allgemeinen Formel (II)
    Figure 00070001
    wobei:
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R3 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellt;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist; und
    n gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
  • Eine weitere, verwandte Ausführungsform stellt eine Verbindung der allgemeinen Formel (III) bereit:
    Figure 00070002
    wobei:
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R3 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellt;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    R5 H oder ein Niederalkyl darstellt;
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist; und
    n gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
  • Eine weitere, verwandte Ausführungsform stellt eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV) bereit:
    Figure 00080001
    wobei R, R2 bis R5, m und n wie vorstehend definiert sind.
  • Eine weitere, verwandte Ausführungsform stellt eine Verbindung der allgemeinen Formel (V) bereit:
    Figure 00080002
    wobei:
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    R6 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl oder -(CH2)m-Aryl darstellt; und
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist R eine Größe von wenigstens 25 amu, stärker bevorzugt eine Größe von wenigstens 50 amu, eine Größe von wenigstens 100 amu oder eine Größe von wenigstens 250 amu auf.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R eine hydrolysierbare cytotoxische Einheit.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R unter Verwendung eines Amid- oder Esterrests an den Rest des Moleküls gebunden. Beispielsweise kann R unter Verwendung eines säurelabilen oder eines durch eine Base abspaltbaren Linkers an den Rest des Moleküls gebunden sein.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R eine Chelateinheit zum Bilden eines Metallchelats. Beispielsweise kann R ein Chelator für ein Radiometall oder ein paramagnetisches Ion sein. Insbesondere kann R ein Chelator für ein Radionuklid, das bei der Strahlentherapie oder bei bildgebenden Verfahren von Nutzen ist, sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist R ein β- oder α-Strahler zur Verwendung bei der Strahlentherapie. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann R ein γ-Strahler, ein Positronenstrahler, ein Augerelektronen-Strahler, ein Röntgenstrahler oder ein Fluoreszenzstrahler sein. Bei einer am stärksten bevorzugten Ausführungsform ist R 99mTc (Technetium).
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein Radiosensibilisator, ausgewählt aus Nitroimidazolen, Metronidazol und Misonidazol.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein bifunktioneller NxSy-Chelator, der ein Metall oder ein Radiometall koordiniert binden kann, wobei x und y ganze Zahlen zwischen 1 und 4 sind. NxSy kann einen N2S2- oder einen N3S-Kern aufweisen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein Bor-Zusatzstoff.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein chemotherapeutisches Mittel.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein Arzneistoff, der in die intrazelluläre Proteinsynthese eingreift.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein Prodrug, das nur durch den Stoffwechsel des Wirts aus seiner inaktiven Vorläuferform aktiviert wird.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein Toxin, ausgewählt aus: Ricin, Ricin A-Kette (Ricintoxin), Pseudomonas-Exotoxin (PE), Diphtherietoxin (DT), Clostridium perfringens-Phospholipase C (PLC), Rinderpankreas-Ribonuclease (BPR), antivirales Protein der Kermesbeere (PAP), Abrin, Abrin A-Kette (Abrintoxin), Kobragiftfaktor (CVF), Gelonin (GEL), Saporin (SAP), Modeccin, Viscumin und Volkensin.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist R ein Enzym, welches das Prodrug lokal umwandelt.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die eine Verbindung mit einem der modifizierten PSMA-Liganden der vorliegenden Erfindung und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt die Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 bei der Herstellung eines diagnostischen Präparats zum Nachweisen oder zur bildlichen Darstellung von PSMA (Prostata-spezifisches Membranantigen)-exprimierenden Zellen in einem Patienten bereit, wobei die Verbindung und somit die PSMA-exprimierenden Zellen in dem Patienten nachgewiesen werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die PSMA-exprimierenden Zellen Prostatazellen bei Prostatahyperplasie oder Prostatakrebs. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung durch ein Darstellungsmittel modifiziert. Beispielsweise handelt es sich bei dem Darstellungsmittel um ein Radionuklid-Darstellungsmittel. Bei dem Radionuklid-Darstellungsmittel kann es sich um radioaktives Iod oder Indium handeln.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Verbindung durch Radioszintigraphie, Kernspintomographie (MRI), Computertomographie (CT-Scannen) oder Positronenemissionstomographie (PET) nachgewiesen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Verbindung an den Patienten verabreicht. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Nachweisen das Bestimmen des Volumens, der Form und/oder des Orts von PSMA-exprimierenden Zellen in dem Patienten.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zum Bestimmen der Menge an PSMA in einer Probe bereit, umfassend:
    • (a) Kontaktieren der Probe mit einem der modifizierten PSMA-Liganden der Ansprüche 1 bis 28;
    • (b) Bestimmen der Menge des an PSMA gebundenen modifizierten PSMA-Liganden oder der Menge der modifizierenden Gruppe der gebundenen Liganden, wodurch die Menge an PSMA in der Probe bestimmt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Probe um Prostataflüssigkeit oder Urin, oder sie ist aus Samenplasma erhalten.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt ein Verfahren zur Diagnose in einer Testprobe von einer mit PSMA-Überexpression verbundenen Prostataerkrankung bereit, umfassend:
    • (a) Bestimmend der Menge an PSMA in der Testprobe und in einer normalen Kontrollprobe, wobei das Verfahren von Anspruch 37 verwendet wird;
    • (b) Vergleichen der Spiegel der PSMA-Menge in der Testprobe und in der Kontrollprobe; wobei statistisch wesentlich höhere Spiegel der PSMA-Menge in der Testprobe das Vorhandensein einer mit PSMA-Überexpression verbundenen Prostataerkrankung anzeigen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt die Verwendung einer wirksamen Menge einer Verbindung der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Patienten, der an einer mit PSMA-Überexpression verbundenen Erkrankung leidet, bereit.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Erkrankung um Prostatahyperplasie oder Prostatakrebs. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der modifizierte PSMA-Ligand mit einem cytotoxischen Mittel modifiziert. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der modifizierte PSMA-Ligand mit einem Radiometall- Chelator modifiziert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform soll zusätzlich eine wirksame Menge einer Chelatorverbindung, bei der es sich um EDTA oder DTPA handeln kann, in den Patienten infundiert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform soll dem Patienten der modifizierte PSMA-Ligand mit einer Dosis verabreicht werden, die 10 bis 100-mal weniger Wirkstoff als aktive Einheit enthält als die Dosierung an Wirkstoff, die als unkonjugierte Wirkstoffe verabreicht werden.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt ein Kit zur Diagnose oder zum Nachweisen des Vorhandenseins eines PSMA bereit, umfassend: a) wenigstens eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28; b) eine Anleitung.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verbindung eine Chelateinheit zur Chelatbildung mit einem Metall oder einem paramagnetischen Ion. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kit außerdem wenigstens ein Metall. Bei dem Metall kann es sich beispielsweise um ein Radionuklid, das bei der Strahlentherapie oder bei bildgebenden Verfahren von Nutzen ist, handeln.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt die Verwendung einer wirksamen Menge von IRDye78 bei der Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung eines Patienten, der an einer mit PSMA-Überexpression verbundenen Erkrankung leidet, bereit.
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • (i) Überblick
  • Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Reagenzien zum Nachweisen von Zellen auf der Grundlage von NAALADase-Aktivität, zum Binden von PSMA und/oder zum selektiven Abtöten von Zellen auf eine NAALADase-abhängige Weise. Die Erfindung ist teilweise in der Entdeckung begründet, dass an modifizierte PSMA-Liganden vergleichsweise große Funktionalitäten angefügt werden können, ohne die Bindung dieser Inhibitoren an das Enzym zu unterbinden. Dementsprechend können modifizierte PSMA-Liganden mit sekundären Funktionalitäten, wie z. B. cytotoxischen Mitteln, Radiometall-Chelatoren, fluorometrischen Mitteln und anderen Mitteln zur Bildgebung, derivatisiert und zu ihrer selektiven Zuführung verwendet werden. Zum Zweck einer einfachen Lesbarkeit werden diese Verbindungen nachstehend als die betreffenden „modifizierten (oder funktionalisierten) PSMA-Liganden" bezeichnet.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Nachweisen oder Identifizieren von Zellen, die eine NAALADase-Aktivität exprimieren, beispielsweise PSMA, bereit und kann beispielsweise verwendet werden, um das Vorhandensein von Prostatahyperplasie oder Prostatakrebs nachzuweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich bei dem modifizierten PSMA-Liganden um ein Darstellungsmittel handeln. Darstellungsmittel bilden nützliche diagnostische Verfahren und auch Verfahren zum Identifizieren des Orts von metastasierten Zellen. Die Bildgebung unter Verwendung der entsprechenden modifizierten PSMA-Liganden, beispielsweise denjenigen, die eine Funktionalität eines Darstellungsmittels umfassen, kann mittels Radioszintigraphie, Kernspintomographie (MRI) oder Computertomographie (CT-Scannen) durchgeführt werden. Die am häufigsten verwendeten Radionuklid-Darstellungsmittel umfassen radioaktives Iod und Indium. Bei der Bildgebung durch CT-Scannen kann ein schweres Metall, wie z. B. Eisenchelate, verwendet werden. Bei dem MRI-Scannen können Chelate von Gadolinium oder Mangan verwendet werden. Außerdem kann Positronenemissionstomographie (PET) unter Verwendung von Positronenstrahlern von Sauerstoff, Stickstoff, Eisen, Kohlenstoff oder Gallium möglich sein. Beispielsweise können die betreffenden Verbindungen, beispielsweise diejenigen, die eine Funktionalität eines Darstellungsmittels umfassen, einem Patienten verabreicht und als Teil eines Nachweisprotokolls zum Abbilden von Gewebe auf eine Weise, die vom Spiegel der PSMA-Expression abhängt, verwendet werden. Auf diese Weise können das Volumen, die Form und der Ort von hyperproliferativem Prostatagewebe im Körper dargestellt werden.
  • Bei einem verwandten Test können Formen der Verbindungen, die dem Nachweisen durch beispielsweise spektroskopische Verfahren oder Szintillation zugänglich sind, zum Bestimmen der PSMA-Spiegel in Proben von Prostatagewebe oder Körperflüssigkeit verwendet werden, die mit Referenzproben verglichen werden, um die PSMA-Spiegel/NAALADase-Aktivität im Vergleich zu normalem Prostatagewebe festzustellen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung verwendet Formen der Verbindungen, um Gewebe mit erhöhten PSMA-Spiegeln selektiv abzutragen, beispielsweise als Teil eines therapeutischen Verfahrens zum Verringern der Schwere von Prostatahyperplasie oder Prostatakrebs. Bei solchen Ausführungsformen können Varianten der Verbindungen, die sekundäre Funktionalitäten wie cytotoxische Mittel oder Radiometall-Chelatoren umfassen, verwendet werden.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt Zusammensetzungen und Kits, welche die betreffenden Verbindungen umfassen, bereit.
  • (ii) Definitionen
  • Bevor Beispiele von Ausführungsformen beschrieben werden, werden bestimmte Definitionen für Begriffe, die in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet werden, angegeben.
  • „NAAG" bezeichnet N-Acetylaspartylglutamat, eine wichtige Peptidkomponente des Hirns, deren Spiegel mit denen des wichtigen Inhibitor-Neurotransmitters γ-Aminobuttersäure (GABA) vergleichbar sind. NAAG ist neuronenspezifisch, es ist in den synaptischen Vesikeln vorhanden und wird in mehreren Systemen, die als glutaminerg betrachtet werden, bei einer neuronalen Stimulation freigesetzt. Es gibt Untersuchungen, die darauf hinweisen, dass NAAG als Neurotransmitter und/oder Neuromodulator im zentralen Nervensystem oder als ein Vorläufer des Neurotransmitters Glutamats wirkt. „Beta-NAAG" oder „β-NAAG" ist ein dem natürlichen Substrat NAAG ähnliches Molekül. Bei β-NAAG ist die natürliche Asp-Glu-Verknüpfung durch eine Bindung von Glu zu dem beta-Kohlenstoff von Asp ersetzt. β-NAAG ist ein nicht-hydrolysierbarer kompetitiver Inhibitor von PSMA. „Beta-AG" oder „β-AG" ist im Wesentlichen das Gleiche wie beta-NAAG, mit der Ausnahme, dass es keine N-Acetyleinheit aufweist (siehe 6, unteres Feld). Beta-NAAG kann von PSMA nicht hydrolysiert werden.
  • „NAALADase" bezeichnet (N-acetyliert-α-gebundenes-saures-Dipeptid)ase, eine membrangebundene Metallopeptidase, die NAAG zu N-Acetylaspartat (NAA) und Glutamat (GLU) katabolisiert:
  • Figure 00150001
  • NAALADase zeigt eine hohe Affinität für NAAG mit einem Km-Wert von 540 nM. Wenn es sich bei NAAG um ein bioaktives Peptid handelt, kann NAALADase zum Inaktivieren der synaptischen Wirkung von NAAG dienen. Wenn andererseits NAAG als Vorläufer von Glutamat dient, kann die primäre Wirkung von NAALADase das Regulieren der synaptischen Glutamatverfügbarkeit sein.
  • Der Begriff „Prävention" im Zusammenhang von Tumorwachstum oder Tumorzellwachstum bedeutet, dass kein Tumor oder Tumorzellwachstum vorhanden ist, wenn keines vorhanden war, und dass kein weiterer Tumor oder kein weiteres Tumorzellwachstum auftritt, wenn solche bereits gewachsen sind.
  • Der Begriff „Prostataerkrankung" bezieht sich auf Prostatakrebs, wie z. B. Adenokarzinome oder metastasierte Krebse, auf Zustände, die durch abnormes Wachstum von Prostataepithelzellen gekennzeichnet sind, wie z. B. gutartige Prostatahyperplasie, und auf andere Zustände, die eine Behandlung mit den Verbindungen der vorliegenden Erfindung erfordern.
  • „PSA" bezeichnet das Prostata-spezifische Antigen, einen gut bekannten Marker für Prostatakrebs. Dabei handelt es sich um ein von Prostatazellen erzeugtes Protein, das im Blut von Männern mit Prostatakrebs oft mit erhöhten Spiegeln vorhanden ist. PSA korreliert mit der Tumorlast, dient als Indikator für das Auftreten von Metastasen und stellt einen Parameter zum Beobachten der Antwort eines Patienten mit Prostatakrebs auf einen chirurgischen Eingriff, Bestrahlung und Androgenersatz-Therapie bereit.
  • „PSMA" bezeichnet das Prostata-spezifische Membranantigen, einen möglichen Marker für das Prostatakarzinom, von dem die Verwendung als Ziel für die Bildgebung und für cytotoxische Behandlungsmodalitäten von Prostatakrebs in Betracht gezogen wurde. PSMA wird im duktalen Prostataepithel exprimiert und ist im Samenplasma, in der Prostataflüssigkeit und im Urin vorhanden. Es wurde entdeckt, dass die Expression von PSMA-cDNA die Aktivität von NAALADase auslöst.
  • Der Begriff „Behandlung" bezieht sich auf jedes Verfahren, jede Durchführung, Anwendung, Therapie oder dergleichen, wobei ein Tier, umfassend einen Menschen, eine medizinische Hilfe mit dem Ziel der direkten oder indirekten Verbesserung des Zustands des Tiers erfährt.
  • Der Begriff „aliphatischer Rest" bezeichnet hier einen geradkettigen, verzweigtkettigen oder cyclischen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest und umfasst gesättigte und ungesättigte aliphatische Reste, wie z. B. einen Alkylrest, einen Alkenylrest und einen Alkinylrest.
  • Die Begriffe „Alkenyl" und „Alkinyl" bezeichnen ungesättigte aliphatische Reste, die zu den vorstehend beschriebenen Alkylen in Länge und möglicher Substitution analog sind, die jedoch wenigstens eine Doppel- bzw. Dreifachbindung enthalten.
  • Die Begriffe „Alkoxyl" oder „Alkoxy", wie sie hier verwendet werden, bezeichnen einen wie vorstehend definierten Alkylrest, der einen daran gebundenen Sauerstoffrest aufweist. Typische Alkoxyreste umfassen Methoxy, Ethoxy, Propyloxy, tert-Butoxy und dergleichen. Bei einem „Ether" handelt es sich um zwei Kohlenwasserstoffe, die durch ein Sauerstoffatom kovalent verbunden sind. Dementsprechend ist der Substituent eines Alkyls, der das Alkyl zu einem Ether macht, ein Alkoxyl oder er gleicht einem solchen, wie es durch eines von -O-Alkyl, -O-Alkenyl, -O-Alkinyl, -O-(CH2)m-R8 dargestellt werden kann, wobei m gleich null oder eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 6 ist, und R8 ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, ein Aralkyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl oder einen Heterocyclus darstellt.
  • Der Begriff „Alkyl" bezeichnet den Rest von gesättigten aliphatischen Resten, umfassend geradkettige Alkylreste, verzweigtkettige Alkylreste, Cycloalkylreste (alicyclische Reste), Alkylsubstituierte Cycloalkylreste und Cycloalkyl-substituierte Alkylreste. Bei bevorzugten Ausführungsformen weist ein geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkyl 30 oder weniger Kohlenstoffatome im Gerüst auf (beispielsweise C1-C30 für gerade Ketten, C3-C30 für verzweigte Ketten), stärker bevorzugt 20 oder weniger. Ähnlich weisen bevorzugte Cycloalkyle 3 bis 10 Kohlenstoffatome in ihrer Ringstruktur auf, stärker bevorzugt weisen sie 5, 6 oder 7 Kohlenstoffatome in der Ringstruktur auf.
  • Darüber hinaus soll der Begriff „Alkyl" (oder „Niederalkyl"), wie er in der Beschreibung, den Beispielen und den Ansprüchen durchgehend verwendet wird, sowohl „nicht-substituierte Alkyle" als auch „substituierte Alkyle" umfassen, wobei die letztgenannten Alkyleinheiten bezeichnen, die Substituenten aufweisen, die ein oder mehrere Wasserstoffatome an einem oder mehreren Kohlenstoffatomen des Kohlenwasserstoff-Gerüsts ersetzen. Solche Substituenten können beispielsweise ein Halogen, ein Hydroxyl, ein Carbonyl (wie z. B. ein Carboxyl, ein Alkoxycarbonyl, ein Formyl oder ein Acyl), ein Thiocarbonyl (wie z. B. ein Thioester, ein Thioacetat oder ein Thioformiat), ein Alkoxyl, ein Phosphoryl, ein Phosphat, ein Phosphonat, ein Phosphinat, ein Amino, ein Amino, ein Amidin, ein Imin, ein Cyano, ein Nitro, ein Azido, ein Sulfhydryl, ein Alkylthio, ein Sulfat, ein Sulfonat, ein Sulfamoyl, ein Sulfonamid, ein Sulfonyl, ein Heterocyclyl, ein Aralkyl und eine aromatische oder heteroaromatische Einheit umfassen. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass die Einheiten, die an der Kohlenwasserstoffkette substituiert sind, selbst substituiert sein können, wenn es geeignet ist. Beispielsweise können die Substituenten eines substituierten Alkyls substituierte und nicht-substituierte Formen von Amino-, Azido-, Imino-, Amido-, Phosphoryl- (umfassend Phosphonat- und Phosphinat-), Sulfonyl- (umfassend Sulfat-, Sulfonamido-, Sulfamoyl- und Sulfonat-) und Silylgruppen, sowie Ether, Alkylthiogruppen, Carbonyle (umfassend Ketone, Aldehyde, Carboxylate und Ester), -CF3, -CN und dergleichen umfassen. Nachstehend sind Beispiele von substituierten Alkylen beschrieben. Cycloalkyle können mit Alkylen, Alkenylen, Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Aminoalkylen, Carbonyl-substituierten Alkylen, -CF3, -CN und dergleichen weiter substituiert sein.
  • Wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome nicht anders angegeben ist, bezeichnet „Niederalkyl", wie es hier verwendet wird, einen wie vorstehend definierten Alkylrest, der jedoch ein bis zehn Kohlenstoffatome, stärker bevorzugt ein bis sechs Kohlenstoffatome, in seiner Gerüststruktur aufweist. Entsprechend weisen „Niederalkenyl" und „Niederalkinyl" ähnliche Kettenlängen auf. In der gesamten Anmeldung handelt es sich bei bevorzugten Alkylresten um Niederalkyle. Bei bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich bei einem hier als Alkyl bezeichneten Substituenten um ein Niederalkyl.
  • Der Begriff „Alkylthio" bezeichnet einen wie vorstehend definierten Alkylrest, der einen daran gebundenen Schwefelrest aufweist. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird die „Alkylthio"-Einheit durch eines von -S-Alkyl, -S-Alkenyl, -S-Alkinyl und -S-(CH2)m-R8, dargestellt, wobei m und R8 wie vorstehend definiert sind. Beispiele von Alkylthioresten umfassen Methylthio, Ethylthio und dergleichen.
  • Die Begriffe „Amin" und „Amino" sind im Fachgebiet bekannt und bezeichnen sowohl nicht-substituierte als auch substituierte Amine, beispielsweise eine Einheit, die durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden kann:
    Figure 00180001
    wobei R9, R10 und R'10 unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom, ein Alkyl, ein Alkenyl oder -(CH2)m-R8 darstellen, oder R9 und R10 zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Heterocyclus mit 4 bis 8 Atomen in der Ringstruktur vervollständigen; R8 ein Aryl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, einen Heterocyclus oder einen Polycyclus darstellt; und m gleich null oder eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 8 ist. Bei bevorzugten Ausführungsformen kann nur eines von R9 und R10 ein Carbonyl sein, beispielsweise bilden R9, R10 und das Stickstoffatom nicht zusammen ein Imid. Bei stärker bevorzugten Ausführungsformen stellen R9 und R10 (und gegebenenfalls R'10) unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom, ein Alkyl, ein Alkenyl oder -(CH2)m-R8 dar. Der Begriff „Alkylamin", wie er hier verwendet wird, bezeichnet daher eine wie vorstehend definierte Amingruppe, die ein daran gebundenes substituiertes oder nicht-substituiertes Alkyl aufweist, d. h. wenigstens eines von R9 und R10 ist ein Alkylrest.
  • Der Begriff „Aralkyl", wie er hier verwendet wird, bezeichnet einen Alkylrest, der mit einem Arylrest (beispielsweise einem aromatischen oder heteroaromatischen Rest) substituiert ist.
  • Der Begriff „Aryl", wie er hier verwendet wird, umfasst 5-, 6- und 7-gliedrige aromatische Reste mit einem einzigen Ring, der Heteroatome umfassen kann (vorzugsweise 1 bis 4), beispielsweise Benzol, Pyrrol, Furan, Thiophen, Imidazol, Oxazol, Thiazol, Triazol, Pyrazol, Pyridin, Pyrazin, Pyridazin, Pyrimidin und dergleichen. Arylreste mit Heteroatomen in der Ringstruktur können auch als „Arylheterocyclen" oder „Heteroaromaten" bezeichnet werden. Der aromatische Ring kann an einer oder mehreren Ringpositionen mit wie vorstehend beschriebenen Substituenten substituiert sein, beispielsweise mit Halogen, Azid, Alkyl, Aralkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Hydroxy, Alkoxy, Amino, Nitro, Sulfhydryl, Imino, Amido, Phosphat, Phosphonat, Phosphinat, Carbonyl, Carboxyl, Silyl, Ether, Alkylthio, Sulfonyl, Sulfonamido, Keton, Aldehyd, Ester, Heterocyclyl, aromatischen oder heteroaromatischen Einheiten, -CF3, -CN und dergleichen. Der Begriff „Aryl" umfasst auch polycyclische Ringsysteme mit zwei oder mehreren cyclischen Ringen, bei denen zwei oder mehrere Kohlenstoffatome zwei benachbarten Ringen gemeinsam gehören (dabei handelt es sich um „kondensierte Ringe"), wobei wenigstens einer der Ringe aromatisch ist und die anderen cyclischen Ringe beispielsweise Cycloalkyle, Cycloalkenyle, Cycloalkinyle, Aryle und/oder Heterocyclyle sein können.
  • Der Begriff „Carbocyclus", wie er hier verwendet wird, bezeichnet einen aromatischen oder nicht-aromatischen Ring, bei dem jedes Ringatom ein Kohlenstoffatom ist.
  • Der Begriff „Carbonyl" ist im Fachgebiet bekannt und umfasst Einheiten, die durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden können:
    Figure 00190001
    wobei X eine Bindung ist oder ein Sauerstoff- oder Schwefelatom darstellt, und R11 ein Wasserstoffatom, ein Alkyl, ein Alkenyl, -(CH2)m-R8 oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellt, R'11 ein Wasserstoffatom, ein Alkyl, ein Alkenyl oder -(CH2)m-R8 darstellt, wobei m und R8 wie vorstehend definiert sind. Wenn X ein Sauerstoffatom ist und R11 bzw. R'11 nicht Wasserstoff sind, stellt die Formel einen „Ester" dar. Wenn X ein Sauerstoffatom ist und R11 wie vorstehend definiert ist, wird die Einheit hier als eine Carboxylgruppe bezeichnet, und wenn R11 insbesondere ein Wasserstoffatom ist, stellt die Formel eine „Carbonsäure" dar. Wenn X ein Sauerstoffatom ist und R'11 ein Wasserstoffatom ist, stellt die Formel ein „Formiat" dar. Wenn das Sauerstoffatom der vorstehenden Formel allgemein durch ein Schwefelatom ersetzt ist, stellt die Formel einen „Thiocarbonylrest" dar. Wenn X ein Schwefelatom ist und R11 bzw. R'11 nicht Wasserstoff sind, stellt die Formel einen „Thioester" dar. Wenn X ein Schwefelatom ist und R11 ein Wasserstoffatom ist, stellt die Formel eine „Thiocarbonsäure" dar. Wenn X ein Schwefelatom ist und R'11 ein Wasserstoffatom ist, stellt die Formel ein „Thioformiat" dar. Wenn andererseits X eine Bindung ist und R11 kein Wasserstoffatom ist, stellt die vorstehende Formel einen „Ketonrest" dar. Wenn X eine Bindung ist und R11 ein Wasserstoffatom ist, stellt die vorstehende Formel einen „Aldehydrest" dar.
  • Der Begriff „Heteroatom", wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein Atom jedes Elements, das von Kohlenstoff und Wasserstoff verschiedenen ist. Bevorzuge Heteroatome sind Bor, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel und Selen.
  • Die Begriffe „Heterocyclyl" und „heterocyclischer Rest" bezeichnen 3- bis 10-gliedrige Ringstrukturen, stärker bevorzugt 3- bis 7-gliedrige Ringe, deren Ringstrukturen ein bis vier Heteroatome umfassen. Bei Heterocyclen kann es sich auch um Polycyclen handeln. Heterocyclylreste umfassen beispielsweise Thiophen, Thianthren, Furan, Pyran, Isobenzofuran, Chromen, Xanthen, Phenoxathiin, Pyrrol, Imidazol, Pyrazol, Isothiazol, Isoxazol, Pyridin, Pyrazin, Pyrimidin, Pyridazin, Indolizin, Isoindol, Indol, Indazol, Purin, Chinolizin, Isochinolin, Chinolin, Phthalazin, Naphthyridin, Chinoxalin, Chinazolin, Cinnolin, Pteridin, Carbazol, Carbolin, Phenanthridin, Acridin, Pyrimidin, Phenanthrolin, Phenazin, Phenarsazin, Phenothiazin, Furazan, Phenoxazin, Pyrrolidin, Oxolan, Thiolan, Oxazol, Piperidin, Piperazin, Morpholin, Lactone, Lactame, wie z. B. Azetidinone und Pyrrolidinone, Sultame, Sultone und dergleichen. Der heterocyclische Ring kann an einer oder mehreren Positionen mit wie vorstehend beschriebenen Substituenten substituiert sein, beispielsweise mit Halogen, Alkyl, Aralkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Hydroxy, Amino, Nitro, Sulfhydryl, Imino, Amido, Phosphat, Phosphonat, Phosphinat, Carbonyl, Carboxyl, Silyl, Ether, Alkylthio, Sulfonyl, Keton, Aldehyd, Ester, einem Heterocyclyl, einer aromatischen oder heteroaromatischen Einheit, -CF3, -CN oder dergleichen.
  • Der Begriff „Nitro", wie er hier verwendet wird, bezeichnet -NO2; der Begriff „Halogen" bezeichnet -F, -Cl, -Br und -I; der Begriff „Sulfhydryl" bezeichnet -SH; der Begriff „Hydroxyl" bezeichnet -OH; und der Begriff „Sulfonyl" bezeichnet -SO2 –.
  • Die Begriffe „Polycyclyl" und „polycyclischer Rest" bezeichnen zwei oder mehrere Ringe (beispielsweise Cycloalkyle, Cycloalkenyle, Cycloalkinyle, Aryle und/oder Heterocyclyle), bei denen zwei oder mehrere Kohlenstoffatome zu zwei benachbarten Ringen gehören, d. h. bei den Ringen handelt es sich um „kondensierte Ringe". Ringe, die über nicht-benachbarte Atome miteinander verbunden sind, werden als „verbrückte" Ringe bezeichnet. Jeder der Ringe des Polycyclus kann mit wie vorstehend beschriebenen Substituenten substituiert sein, beispielsweise mit Halogen, Alkyl, Aralkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Hydroxyl, Amino, Nitro, Sulfhydryl, Imino, Amido, Phosphat, Phosphonat, Phosphinat, Carbonyl, Carboxyl, Silyl, Ether, Alkylthio, Sulfonyl, Keton, Aldehyd, Ester, einem Heterocyclyl, einer aromatischen oder heteroaromatischen Einheit, -CF3, -CN oder dergleichen.
  • Der Begriff „Schutzgruppe", wie er hier verwendet wird, bezeichnet zeitweilige Substituenten, die eine möglicherweise reaktive funktionelle Gruppe vor unerwünschten chemischen Umwandlungen schützt. Beispiele solcher Schutzgruppen umfassen Ester von Carbonsäuren, Silylether von Alkoholen, sowie Acetale und Ketale von Aldehyden bzw. Ketonen. Das Gebiet der Schutzgruppenchemie ist im Überblick beschrieben worden (Greene, T. W.; Wuts, P. G. M., Protective Groups in Organic Synthesis, 2. Auflage; Wiley: New York, 1991).
  • Der Begriff „modifizierende Gruppe" oder „funktionelle Gruppe" bezeichnet die funktionellen „Reste R" der modifizierten PSMA-Liganden. Es kann sich dabei um ein Fluoreszenz-Tag, einen Chelatliganden, eine cytotoxische Einheit oder um eine beliebige andere funktionelle Gruppe handeln.
  • Analoge Substitutionen können an Alkenyl- und Alkinylresten durchgeführt werden, um beispielsweise Aminoalkenyle, Aminoalkinyle, Amidoalkenyle, Amidoalkinyle, Iminoalkenyle, Iminoalkinyle, Thioalkenyle, Thioalkinyle, Carbonyl-substituierte Alkenyle oder Alkinyle herzustellen.
  • Wie hier verwendet, soll die Definition jedes Ausdrucks, wie z. B. Alkyl, m, n usw., wenn sie öfter als einmal in einer Struktur auftritt, von ihrer Definition an einer anderen Stelle in der gleichen Struktur unabhängig sein.
  • Bestimmte Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in bestimmten geometrischen oder stereoisomeren Formen vorliegen. Die vorliegende Erfindung umfasst alle solchen Verbindungen, einschließlich cis- und trans-Isomere, R- und S-Enantiomere, Diastereomere, (D)-Isomers, (L)-Isomere, die racemischen Gemische davon und andere Gemische davon, die im Umfang der Erfindung liegen. In einem Substituenten, wie z. B. einem Alkylrest, können zusätzliche asymmetrische Kohlenstoffatome vorhanden sein. Alle solchen Isomere und deren Gemische sollen im Umfang dieser Erfindung liegen.
  • Wenn beispielsweise ein bestimmtes Enantiomer einer Verbindung der vorliegenden Erfindung gewünscht wird, kann es durch asymmetrische Synthese hergestellt werden, oder durch Derivatisieren mit einer chiralen Hilfsgruppe, wonach das so erhaltene diastereomere Gemisch getrennt und die Hilfsgruppe abgespalten wird, um die gewünschten reinen Enantiomere zu ergeben. Bei einer anderen Ausführungsform, bei der das Molekül eine basische funktionelle Gruppe, wie z. B. Amino, oder eine saure funktionelle Gruppe, wie z. B. Carboxyl, enthält, können mit einer geeigneten optisch aktiven Säure oder Base diastereomere Salze gebildet werden, gefolgt von Trennen der so erhaltenen Diastereomere durch fraktionierte Kristallisation oder chromatographische Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, und anschließendes Gewinnen der reinen Enantiomere.
  • In Betracht gezogene Äquivalente der vorstehend beschriebenen Verbindungen umfassen Verbindungen, die diesen im Übrigen entsprechen und die gleichen allgemeinen Eigenschaften aufweisen (beispielsweise das Vermögen, an PSMA zu binden), bei denen aber eine oder mehrere einfache Veränderungen von Substituenten durchgeführt sind, welche die Wirksamkeit der Verbindung nicht nachteilig beeinflussen. Im Allgemeinen können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung durch die in den allgemeinen Reaktionsschemata, wie beispielsweise nachstehend beschrieben, dargestellten Verfahren oder durch Modifikationen davon unter Verwendung von einfach verfügbaren Ausgangsmaterialien, Reagenzien und herkömmlichen Syntheseverfahren hergestellt werden. Bei diesen Umsetzungen können auch Variationen verwendet werden, die für sich bekannt sind, aber hier nicht erwähnt werden.
  • Für den Zweck dieser Erfindung werden die chemischen Elemente gemäß dem Periodischen System der Elemente, CAS-Fassung, Handbook of Chemistry and Physics, 67. Auflage, 1986-87, Innenseite des Umschlags, benannt. Ebenfalls für den Zweck dieser Erfindung wird der Begriff „Kohlenwasserstoff" so verwendet, dass er alle möglichen Verbindungen mit wenigstens einem Wasserstoff- und einem Kohlenstoffatom umfasst. Bei einer breiten Sichtweise umfassen die möglichen Kohlenwasserstoffe acyclische und cyclische, verzweigte und unverzweigte, carbocyclische und heterocyclische, aromatische und nicht-aromatische organische Verbindungen, die substituiert oder nicht-substituiert sein können.
  • (iii) Beispiele von modifizierten PSMA-Liganden
  • Das natürliche Substrat von PSMA ist das Dipeptid N-Acetyl-L-Asp-L-Glu (HAAG). Bei dem ersten für PSMA beschriebenen kompetitiven Inhibitor (Serval et al., J. Neurochemistry, 1990, 55: 39-46) handelt es sich um beta-NAAG, ein Molekül, das dem natürlichen Substrat NAAG ähnlich ist. Bei beta-NAAG ist die natürliche Asp-Glu-Verknüpfung durch eine Bindung von Glu zu dem beta-Kohlenstoffatom von Asp ersetzt (siehe das nachstehende Modell). Da Berichten zufolge die N-Acetyleinheit von NAAG für die NAALADase-Spezifität nicht erforderlich ist (Serval et al., J. Neurochemistry, 1990, 55: 39-46), sagen wir voraus, dass der N-Terminus von NAAG oder beta-NAAG an der Bindung an das Enzym nicht direkt beteiligt ist, und dass daher Modifikationen des N-Terminus von NAAG, beta-NAAG, beta-AG oder anderen PSMA-Liganden durch Verlängerung mit funktionellen Gruppen (beispielsweise Fluorophore, Radiometall-Chelatoren, cytotoxische Mittel usw.) die Bindungsaffinität an PSMA nicht dramatisch verändern werden.
  • Tatsächlich liefert ein direkter Vergleich der chemischen Strukturen von mehreren möglichen PSMA-Liganden, nämlich NAAG, beta-NAAG, einem Quisqualsäure genannten nicht-kompetitiven Inhibitor und einer 2-PMPA genannten hochaffinen Verbindung, die von Zeneca and Guilford Pharmaceuticals synthetisiert wurde (Molekül 3 in Jackson et al., J. Med. Chem. 1996, 39: 619-622), wertvolle Informationen über die strukturellen Merkmale der PSMA-Bindungsregion (9).
  • Es sind zwar alle dargestellten Verbindungen und ihre Derivate PSMA-Liganden mit verschiedenen Graden an Inhibitorwirkung, es wird jedoch in Betracht gezogen, dass bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein genauer Abstand der Carbonsäurereste an der rechten Seite der PSMA-Liganden und eine Lokalisierung von negativer Ladung an der linken Seite des Moleküls vorliegt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Bereich links von der PSMA-Bindungsstelle (beispielsweise links von der Phosphatgruppe der Guilford-Verbindung 3) weiter ausgedehnt werden, um das Anfügen von Modifizierungsgruppen ohne wesentlichen Verlust an Aktivität/Inhibitorwirkung für PSMA zu ermöglichen (9).
  • Es sind viele Möglichkeiten vorstellbar, diese Verbindungen zu modifizieren. Beispielsweise kann bei einer bevorzugten Ausführungsform an der linken Seite der Guilford-Verbindung 3 ein ausgedehnter Bereich angefügt sein, der ferner wenigstens eine -NH2-Gruppe zum Konjugieren von Modifizierungsgruppen (siehe unten) umfasst.
  • Figure 00240001
  • Eine sorgfältige Analyse zeigt, dass es sich bei dieser Verbindung tatsächlich um eine Aminosäure mit einem nicht-natürlichen Rest R handelt, und die chemische Synthese kann unter diesem Gesichtspunkt vereinfacht werden. Ferner ist ein solches Molekül am „alpha"-Kohlenstoffatom chiral, weshalb zwei mögliche Enantiomere untersucht werden können.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform könnte die Aminogruppe (oder eine andere Kopplungsgruppe) an die erste Methylengruppe gekoppelt werden (siehe unten):
  • Figure 00240002
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Modifizierungsgruppe an die -NH2-Gruppe von β-AG oder einem Derivat davon angefügt werden, während bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Modifizierungsgruppe an die Gruppe -NH- von AG oder einem Derivat davon angefügt werden kann.
  • Bei diesen Modifikationen kann das Beibehalten der Bindungsaffinität routinemäßig empirisch ermittelt werden. Ferner kann auch Computer-Modeling verwendet werden, um das Entwerfen von bestimmten Modifikationen zu unterstützen, wie es in 10 als Beispiel gezeigt ist. Bei beiden dieser bevorzugten Verbindungen können funktionelle Gruppen durch einstufiges Koppeln unter Verwendung von NHS-Estern oder EDC-aktivierten Carboxylgruppen an die freie Aminogruppe angefügt werden, wodurch funktionalisierte oder modifizierte PSMA-Liganden entstehen, die zum Nachweisen und/oder der Behandlung von Krebs von Nutzen sind. Zusätzliche Atome zum Abstandhalten zwischen der Aminogruppe von beiden der vorstehend genannten Verbindungen und der funktionellen Gruppe können routinemäßig empirisch bestimmt werden.
  • Als Beispiel zeigt 11 zwei beispielhafte modifizierte PSMA-Liganden, bei denen das primäre Amin einer der aufgeführten bevorzugten Verbindungen zum Konjugieren der funktionellen Gruppen verwendet wird.
  • Bei einer Ausführungsform wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (Ia) dargestellt:
    Figure 00250001
    wobei:
    X O oder S darstellt;
    Y
    Figure 00250002
    darstellt.
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R1 und R3 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellen;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    D1 O oder S darstellt;
    D2 N3, SH2, NH2 oder NO2 darstellt;
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist; und
    n gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
  • Bei anderen Ausführungsformen wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (Ib) dargestellt:
    Figure 00260001
    wobei X, Y, R, R1, R3 und R4 wie vorstehend definiert sind.
  • Bei anderen Ausführungsformen wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (Ic) dargestellt:
    Figure 00260002
    wobei X, Y, R, R1, R3 und R4 wie vorstehend definiert sind.
  • Bei anderen Ausführungsformen wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (Id) dargestellt:
    Figure 00260003
    wobei X, Y, R, R1, R3 und R4 wie vorstehend definiert sind.
  • Bei anderen Ausführungsformen wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (Ie) dargestellt:
    Figure 00260004
    wobei X, Y, R, R1, R3 und R4 wie vorstehend definiert sind.
  • Bei anderen Ausführungsformen wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (If) dargestellt:
    Figure 00270001
    wobei X, Y, R, R1, R3 und R4 wie vorstehend definiert sind.
  • Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Verbindungen Ia, Ib, Id-If stellt X O dar; stellen R1 und R3 unabhängig voneinander ein -Niederalkyl-CO2R4 dar; stellt Y -P(=O)(-OR2)- dar; und stellt R2 H oder ein Niederalkyl dar, stärker bevorzugt H.
  • Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen der Verbindung Ic stellt X O dar; stellt R1 H oder ein -Niederalkyl-CO2R4 dar; -(CH2)m-Aryl; stellt Y -P(=O)(-OR2)- dar; und stellt R2 H oder ein Niederalkyl dar, stärker bevorzugt H.
  • Wenn es der Zusammenhang nicht anders erfordert, bezieht sich ein Verweis auf „Formel I" in der Anmeldung durchgängig auf jede der Formeln Ia-If.
  • Beispielsweise kann der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die allgemeine Formel (II) dargestellt sein:
    Figure 00270002
    wobei:
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R3 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellt;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist; und
    n gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
  • Bei weiteren Ausführungsformen kann der Chelatligand, das Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit über eine der Carboxylgruppen kovalent gebunden sein, beispielsweise wie in den Formeln III und IV dargestellt:
    Figure 00280001
    wobei:
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R3 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellt;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, ein Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    R5 H oder ein Niederalkyl darstellt;
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist; und
    n gleich 0, 1, 2 oder 3 ist.
  • Bei weiteren Ausführungsformen wird der betreffende modifizierte PSMA-Ligand durch die Formel (V) dargestellt:
    Figure 00290001
    wobei:
    R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt;
    R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Auftreten Wasserstoff, Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen;
    R6 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl oder -(CH2)m-Aryl darstellt; und
    m gleich 1, 2, 3 oder 4 ist.
  • Bei vielen Ausführungsformen der betreffenden Liganden wird die sekundäre Funktionalität R vergleichsweise groß sein, beispielsweise mit einer Größe von wenigstens 25 amu, wobei sie in vielen Fällen eine Größe von wenigstens 50, 100 oder 250 amu aufweisen kann.
  • Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen, insbesondere wenn es sich bei R um eine cytotoxische Einheit handelt, ist R von dem PSMA-Liganden hydrolysierbar, wie es beispielsweise durch die Verwendung einer Amid- oder Estergruppe, die R an den Rest des Moleküls bindet, erreicht werden kann.
  • Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen ist R eine Chelateinheit zur Chelatbildung mit einem Metall, beispielsweise ein Chelator für ein Radiometall oder ein paramagnetisches Ion. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist R ein Chelator für ein Radionuklid, das bei der Strahlentherapie oder bei bildgebenden Verfahren von Nutzen ist. Radionuklide, die bei der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind, umfassen γ-Strahler, Positronenstrahler, Augerelektronen-Strahler, Röntgenstrahler und Fluoreszenzstrahler, wobei für die therapeutische Verwendung β-Strahler und α-Strahler bevorzugt sind. Beispiele von Radionukliden, die als Toxine bei der Strahlentherapie von Nutzen sind, umfassen: 32P, 33P, 43K, 47Sc, 52Fe, 57Co, 64Cu, 67Ga, 67Cu, 68Ga, 71Ge, 75Br, 76Br, 77Br, 77As, 77Br, 81Rb/81MKr, 87MSr, 90Y, 97Ru, 99Tc, 100Pd, 101Rh, 103Pb, 105Rh, 109Pd, 111Ag, 111In, 113In, 119Sb, 121Sn, 123I, 125I, 127CS, 128Ba, 129CS, 131I, 131Cs, 143Pr, 153Sm, 161Tb, 166Ho, 169Eu, 177Lu, 186Re, 188Re, 189Re, 191Os, 193Pt, 194Ir, 197Hg, 199Aa, 203Pb, 211At, 212Pb, 212Bi, und 213Bi. Bevorzugte therapeutische Radionuklide umfassen 188Re, 186Re, 203Pb, 212Pb, 212Bi, 109Pd, 64Cu, 67Cu, 90Y, 125I, 131I, 77Br, 211At, 97Ru, 105Rh, 198Au, 199Ag, 166Ho und 177Lu. Bedingungen, bei denen ein Chelator ein Metall koordiniert, sind beispielsweise von Gansow et al., U.S.-Patente Nr. 4,831,175, 4,454,106 und 4,472,509, beschrieben worden.
  • Bei 99mTc handelt es sich um ein für therapeutische und diagnostische Anwendung besonders günstiges Radioisotop, da es allen nuklearmedizinischen Abteilungen einfach verfügbar ist, preiswert ist, geringe Patienten-Strahlungsdosen ergibt und ideale Bildgebungseigenschaften des Kerns aufweist. Es weist eine Halbwertszeit von sechs Stunden auf, weshalb ein rasches Zuführen eines Technetium-markierten Antikörpers an sein Ziel wünschenswert ist. Bei bestimmten bevorzugten Ausführungsformen umfasst der modifizierte PSMA-Ligand daher Chelatorverbindungen für Technetium.
  • Bei R kann es sich auch um einen Radiosensibilisator handeln, beispielsweise um eine Einheit, welche die Empfindlichkeit der Zellen gegen Strahlung erhöht. Beispiele von Radiosensibilisatoren umfassen Nitroimidazole, Metronidazol und Misonidazol (siehe DeVita, V. T. Jr. in Harrison's Principles of Internal Medicine, Seite 68, McGraw-Hill Book Co., N.Y. 1983, das hier durch Bezugnahme aufgenommen ist). Der modifizierte PSMA-Ligand, der einen Radiosensibilisator als Wirkstoff umfasst, wird verabreicht und lokalisiert sich an den metastasierten Zellen. Bei Bestrahlung des Patienten wird der Radiosensibilisator „angeregt" und verursacht den Tod der Zelle.
  • Es gibt eine breite Vielfalt von Einheiten, die als Chelatliganden dienen können und die an die PSMA-Inhibitoren derivatisiert werden können. Beispielsweise kann es sich bei dem Chelatliganden um ein Derivat von 1,4,7,10-Tetraazacyclododecantetraessigsäure (DOTA), Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) oder 1-p-Isothiocyanatbenzylmethyldiethylentriaminpentaessigsäure (ITC-MX) handeln. Typischerweise weisen diese Chelatoren Seitenkettenreste auf, durch die der Chelator an einem PSMA-Inhibitor befestigt werden kann. Solche Reste umfassen beispielsweise Benzylisothiocyanat, durch welches das DOTA, DTPA oder EDTA beispielsweise an die Aminogruppe des Inhibitors gekoppelt werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei R um eine „NxS-y"-Chelateinheit. Wie hier definiert, umfasst der Begriff „NxSy-Chelate" bifunktionelle Chelatoren, die ein Metall oder ein Radiometall koordiniert binden können und vorzugsweise N2S2- oder N3S-Kerne aufweisen. Beispielhafte NxSy-Chelate sind beispielsweise in Fritzberg et al. (1988) PNAS 85: 4024-29; in Weber et al. (1990) Bioconjugate Chem. 1: 431-37; und in den darin zitierten Literaturstellen beschrieben.
  • Die PCT-Anmeldung WO 98/12156 von Jacobsen et al. stellt Verfahren und Zusammensetzungen, d. h. synthetische Bibliotheken von Bindungseinheiten, zum Ermitteln von Verbindungen, die an ein Metallatom binden, bereit. Der in dieser Veröffentlichung beschriebene Ansatz kann zum Ermitteln von Bindungseinheiten verwendet werden, die anschließend an PSMA-Liganden angefügt werden können, um die modifizierten PSMA-Liganden der vorliegenden Erfindung herzustellen.
  • Ein Problem, das bei der Verwendung von konjugierten Proteinen bei strahlentherapeutischen und strahlendiagnostischen Anwendungen häufig auftritt, ist eine möglicherweise gefährliche Anhäufung von Fragmenten des radioaktiv markierten Rests in den Nieren. Wenn das Konjugat unter Verwendung eines säurelabilen oder basenlabilen Linkers gebildet wird, kann das Abspalten des radioaktiven Chelats von dem Protein in vorteilhafter Weise stattfinden. Wenn das Chelat ein vergleichsweise niedriges Molekulargewicht aufweist, wie es von den meisten betreffenden modifizierten PSMA-Liganden erwartet wird, wird es in den Nieren nicht zurückgehalten und wird in den Urin abgegeben, wodurch das Aussetzen der Nieren der Radioaktivität verringert wird. Unter bestimmten Umständen kann es jedoch von Vorteil sein, für die betreffenden Liganden säure- oder basenlabile Linker aus den gleichen Gründen, aus denen sie für markierte Proteine verwendet werden, zu verwenden.
  • Dementsprechend können bestimmte der betreffenden modifizierten PSMA-Liganden durch herkömmliche, im Stand der Technik bekannte Verfahren synthetisiert werden, um reaktive funktionelle Gruppen bereitzustellen, die säurelabile Verknüpfungen, beispielsweise mit einer Carbonylgruppe des Liganden, bilden können. Beispiele von geeigneten säurelabilen Verknüpfungen umfassen Hydrazon- und Thiosemicarbazonfunktionalitäten. Diese werden durch Umsetzen des oxidierten Kohlenhydrats mit Chelaten, die Hydrazid-, Thiosemicarbazid- bzw. Thiocarbazidfunktionen tragen, hergestellt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform können basenspaltbare Linker verwendet werden, die zur beschleunigten Entfernung der Radiomarkierung aus den Nieren verwendet werden; siehe beispielsweise Weber et al., 1990, Bioconjug. Chem. 1: 431. Durch das Koppeln eines bifunktionellen Chelats an einen PSMA-Liganden über eine Hydrazidbindung können basenempfindliche Estereinheiten in einen Linker-Abstandshalter eingefügt werden. Ein Beispiel für eine solche Ester-enthaltende Linkereinheit stellt Ethylenglycolbis(succinimidylsuccinat) (EGS, von Pierce Chemical Co., Rockford, III., erhältlich) dar, das zwei endständige N-Hydroxysuccinimid (NHS)-esterderivate von zwei 1,4-Dibuttersäureeinheiten aufweist, die beide über zwei Alkylester an eine einzige Etghylenglycoleinheit gebunden sind. Ein NHS-Ester kann durch ein geeignetes Amin-enthaltendes BFC (beispielsweise 2-Aminobenzyl-DTPA) ersetzt sein, während der andere NHS-Ester mit einer begrenzenden Menge Hydrazin umgesetzt wird. Das so erhaltene Hydrazid wird zum Koppeln an den PSMA-Liganden verwendet, wodurch eine Ligand-BFC-Verknüpfung gebildet wird, die zwei Alkylesterfunktionen enthält. Ein solches Konjugat ist bei einem physiologischen pH-Wert stabil, während es bei einem basischen pH-Wert leicht gespalten wird.
  • Durch Chelatbildung markierte PSMA-Liganden unterliegen einer durch Bestrahlung ausgelösten Spaltung des Chelators und dem Verlust des Radioisotops durch Dissoziation des Koordinationskomplexes. In manchen Fällen kann das von dem Komplex dissoziierte Metall rekomplexiert werden, wodurch eine schnellere Beseitigung des nichtspezifisch lokalisierten Isotops und somit eine geringere Toxizität für nicht-Zielgewebe bereitgestellt wird. Beispielsweise können einem Patienten Chelatorverbindungen wie EDTA oder DTPA infundiert werden, um einen Pool des Chelators zum Binden von freigesetztem Radiometall zur Verfügung zu stellen und die Ausscheidung von freiem Radioisotop in den Urin zu erleichtern.
  • Bei weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei R um einen Bor-Zusatzstoff, wie z. B. ein Carboran. Carborane können beispielsweise mit Carboxylfunktionen an anhängenden Seitenketten hergestellt werden, wie im Stand der Technik bekannt ist. Das Befestigen solcher Carborane an eine Aminfunktionalität, wie sie beispielsweise an dem PSMA-Liganden zur Verfügung stehen kann, kann durch Aktivieren der Carboxylgruppen der Carborane und Kondensieren mit der Amingruppe erzielt werden, um das Konjugat herzustellen. Solche modifizierte PSMA-Liganden können bei der Neutroneneinfang-Therapie verwendet werden.
  • Bei weiteren Ausführungsformen umfasst der modifizierte PSMA-Ligand als die Funktionalität R eine cytotoxische Einheit, wie z. B. ein chemotherapeutisches Mittel oder ein Toxin. Es sind viele Arzneistoffe und Toxine mit cytotoxischen Wirkungen auf Zellen bekannt und können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Sie sind in Handbüchern von Arzneistoffen und Toxinen, wie z. B. dem Merck Index, Goodman und Gilman und dergleichen, sowie in den vorstehend zitierten Literaturstellen zu finden.
  • Chemotherapeutika, die nützliche Wirkstoffeinheiten darstellen und spezifisch an metastasierte Kolorektalzellen geliefert werden, wenn sie an einen modifizierten PSMA-Liganden konjugiert sind, sind typischerweise kleine chemische Einheiten, die durch chemische Synthese hergestellt werden. Chemotherapeutika umfassen cytotoxische und cytostatische Wirkstoffe. Chemotherapeutika können solche umfassen, die andere Wirkungen auf Zellen aufweisen, wie z. B. das Umkehren des transformierten Zustands in einen differenzierten Zustand, und solche, welche die Zellreplikation hemmen. Beispiele von bekannten cytotoxischen Mitteln, die bei der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind, sind beispielsweise in Goodman et al., „The Pharmacological Basis of Therapeutics", sechste Auflage, Herausgeber: A. G. Gilman et al., Macmillan Publishing Co. New York, 1980, aufgeführt. Sie umfassen Taxol, Stickstoff-Lost-Verbindungen, wie z. B. Mechlorethamin, Cyclophosphamid, Melphalan, Uracil-Lost und Chlorambucil; Ethyleniminderivate, wie z. B. Thiotepa; Alkylsulfonate, wie z. B. Busulfan; Nitrosoharnstoffe, wie z. B. Carmustin, Lomustin, Semustin und Streptozocin; Triazene, wie z. B. Dacarbazin; Folsäureanaloga, wie z. B. Methotrexat; Pyrimidinanaloga, wie z. B. Fluoruracil, Cytarabin und Azaribin; Purinanaloga, wie z. B. Mercaptopurin und Thioguanin; Vincaalkaloide, wie z. B. Vinblastin und Vincristin; Antibiotika, wie z. B. Dactinomycin, Daunorubicin, Doxorubicin, Bleomycin, Mithramycin und Mitomycin; Enzyme, wie z. B. L-Asparaginase; Platin-Koordinationskomplexe, wie z. B. Cisplatin; substituierter Harnstoff, wie z. B. Hydroxyharnstoff, Methylhydrazinderivate, wie z. B. Procarbazin; Adrenocorticalsuppressoren, wie z. B. Mitotan; Hormone und Antagonisten, wie z. B. Adrenocortisteroide (Prednison), Progestine (Hydroxyprogesteroncaproat, Medroprogesteronacetat und Megestrolacetat), Östrogene (Diethylstilbestrol und Ethinylestradiol), Antiöstrogene (Tamoxifen) und Androgene (Testosteronpropionat und Fluoxymesteron).
  • Es können auch Arzneistoffe verwendet werden, die in die intrazelluläre Proteinsynthese eingreifen; solche Arzneistoffe sind dem Fachmann bekannt und umfassen Puromycin, Cycloheximid und Ribonuclease.
  • Bei der vorliegenden Erfindung sind Prodrugformen der chemotherapeutischen Einheit zum Herstellen eines inaktiven Vorläufers besonders nützlich.
  • Die meisten der Chemotherapeutika, die gegenwärtig bei der Behandlung von Krebs verwendet werden, weisen funktionelle Gruppen auf, die dem direkten chemischen Vernetzen mit einem Amin oder eine Carboxylgruppe eines PSMA-Liganden zugänglich sind. Beispielsweise sind an Methotrexat, Doxorubicin, Daunorubicin, Cytosinarabinosid, cis-Platin, Vindesin, Mitomycin und Bleomycin freie Aminogruppen verfügbar, während an Methotrexat, Melphalan und Chlorambucil freie Carbonsäuregruppen verfügbar sind. Diese funktionellen Gruppen, d. h. freie Aminogruppen und Carbonsäuren, bilden Ziele für eine Vielzahl von homobifunktionellen und heterobifunktionellen chemischen Vernetzungsmitteln, welche diese Arzneistoffe direkt an eine freie Aminogruppe eines PSMA-Liganden anbinden können.
  • Auch Peptid- und Polypeptid-Toxine sind nützliche Wirkstoffeinheiten, und die vorliegende, Erfindung umfasst ausdrücklich Ausführungsformen, bei denen R ein Toxin ist. Bei Toxinen handelt es sich im Allgemeinen um komplexe toxische Produkte von verschiedenen Organismen, umfassend Bakterien, Pflanzen und so weiter. Beispiele von Toxinen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt: Ricin, Ricin A-Kette (Ricintoxin), Pseudomonas-Exotoxin (PE), Diphtherietoxin (DT), Clostridium perfringens-Phospholipase C (PLC), Rinderpankreas-Ribonuclease (BPR), antivirales Protein der Kermesbeere (PAP), Abrin, Abrin A-Kette (Abrintoxin), Kobragiftfaktor (CVF), Gelonin (GEL), Saporin (SAP), Modeccin, Viscumin und Volkensin.
  • Zusätzlich gibt es andere Wirkstoffe, die zum Herstellen eines modifizierten PSMA-Liganden zur Behandlung von Krebs verwendet werden können. Beispielsweise können modifizierte PSMA-Liganden, die ein aktives Enzym umfassen, hergestellt werden. Der modifizierte PSMA-Ligand lokalisiert die Aktivität spezifisch an den Tumorzellen. Dem Patienten wird ein inaktives Prodrug verabreicht, das durch das Enzym in einen aktiven Wirkstoff umgewandelt werden kann. Das Prodrug wird nur durch das Enzym, das an dem Tumor lokalisiert ist, in einen aktiven Wirkstoff umgewandelt. Ein Beispiel eines Enzym/Prodrug-Paars umfasst alkalische Phosphatase/Etoposidphosphat. Dabei wird die alkalische Phosphatase an einen PSMA-Liganden konjugiert. Der modifizierte PSMA-Ligand wird verabreicht und lokalisiert sich an der metastasierten Zelle. Bei Kontakt mit Etoposidphosphat (dem Prodrug) wird das Etoposidphosphat in Etoposid umgewandelt, einen chemotherapeutischen Wirkstoff, der von der Krebszelle aufgenommen wird.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch Farbstoffe, die beispielsweise bei der photodynamischen Therapie und in Verbindung mit geeigneter nicht-ionisierender Strahlung verwendet werden. Die Verwendung von Licht und Porphyrinen bei Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls umfasst, ihre Verwendung bei der Krebstherapie wurde im Überblick beschrieben: van den Bergh, Chemistry in Britain, 22: 430-437 (1986), das hier durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit eingeschlossen ist.
  • Die modifizierten PSMA-Liganden der Erfindung können beispielsweise als Lösung, Suspension oder Emulsion in Verbindung mit einem pharmazeutisch verträglichen parenteralen Träger formuliert werden. Beispiele solcher Trägersubstanzen sind Wasser, Kochsalzlösung, Ringer-Lösung, Dextroselösung und 5%-iges menschliches Serumalbumin. Es können auch Liposomen verwendet werden. Die Trägersubstanz kann Zusatzstoffe enthalten, welche die Isotonizität (beispielsweise Natriumchlorid, Mannitol) und die chemische Stabilität (beispielsweise Puffer und Konservierungsmittel) aufrechterhalten. Die Formulierung wird durch allgemein verwendete Verfahren sterilisiert. Beispielsweise wird eine zur Verabreichung durch Injektion geeignete parenterale Zusammensetzung durch Auflösen von 1,5 Gew.-% des Wirkstoffs in 0,9%-iger er Natriumchloridlösung hergestellt.
  • Das Arzneimittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Einzeldosis oder in mehrfachen Dosen verabreicht werden. Das Arzneimittel der vorliegenden Erfindung kann als einzelne therapeutische Wirkstoffe oder in Kombination mit anderen therapeutischen Wirkstoffen verabreicht werden. Die Behandlungen gemäß der vorliegenden Erfindung können mit herkömmlichen Therapien, die nacheinander oder gleichzeitig verabreicht werden können, kombiniert werden. Das Arzneimittel der vorliegenden Erfindung kann auf jede Weise, die es dem modifizierten PSMA-Liganden ermöglicht, die Zielzellen zu erreichen, verabreicht werden. Bei einigen Ausführungsformen umfassen die Verabreichungswege solche, die aus der Gruppe bestehend aus intravenöser, intraarterieller, intraperitonealer und lokaler Verabreichung in die Blutversorgung des Organs, in dem sich der Tumor befindet, und direkter Verabreichung in den Tumor selbst ausgewählt sind. Der bevorzugte Verabreichungsweg ist die intravenöse Verabreichung. Sie kann mit Hilfe einer Infusionspumpe durchgeführt werden.
  • Die verabreichte Dosierung hängt von den folgenden Faktoren ab: Beschaffenheit der Wirkstoffeinheit; Beschaffenheit des modifizierten PSMA-Liganden; pharmakodynamische Kenngrößen; Art und Weg der Verabreichung; Alter, Gesundheitszustand und Gewicht des Patienten; Beschaffenheit und Ausmaß der Symptome; Art der gleichlaufenden Behandlung; und Häufigkeit der Behandlung.
  • Da die betreffenden Liganden spezifisch auf Zellen mit PSMA/NAALADase-Aktivität abzielen, werden modifizierte PSMA-Liganden, die Chemotherapeutika oder Toxine umfassen, in kleineren Dosen verabreicht als diejenigen, die bei Verabreichung der Chemotherapeutika oder Toxine als unkonjugierte Wirkstoffe verwendet werden, vorzugsweise in Dosen, die bis zu 100-mal weniger Wirkstoff enthalten. Bei einigen Ausführungsformen werden modifizierte PSMA-Liganden, die Chemotherapeutika oder Toxine umfassen, in Dosen verabreicht, die 10 bis 100-mal weniger Wirkstoff als Wirkstoffeinheit enthalten, als die Dosierung von Chemotherapeutika oder Toxinen, die als unkonjugierte Wirkstoffe verabreicht werden. Zum Bestimmen der geeigneten Dosis wird die Menge der Verbindung vorzugsweise in Mol anstatt in Gewicht gemessen. Auf diese Weise beeinflusst das variable Gewicht der verschiedenen modifizierten PSMA-Liganden die Berechnung nicht. Unter der Annahme eines 1:1-Verhältnisses von modifiziertem PSMA-Ligand zu der Wirkstoffeinheit in den modifizierten PSMA-Liganden der Erfindung können weniger Mole der modifizierten PSMA-Liganden verabreicht werden als die Mole der unmodifizierten PSMA-Liganden, die verabreicht werden, vorzugsweise bis zu 100-mal weniger Mole.
  • (iv) Beispiele von Verwendungen der betreffenden Liganden
  • A. PSMA-Liganden bei der Behandlung von Krankheitszuständen
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Behandeln einer Prostataerkrankung eines Tiers, umfassend das Verabreichen einer wirksamen Menge einer Verbindung der Formeln I, II, III, IV oder V an das Tier. Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Prostataerkrankung um Prostatakrebs, wie z. B. Prostata-Adenokarzinom, gutartige Prostatahyperplasie oder Zustände, bei denen die Prostata einer Verabreichung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung bedarf, wie z. B. intraepitheliale Neoplasie der Prostata (PIN).
  • Andere Formen von Krebs, die mit den Verbindungen der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, umfassen außer Prostatakrebs ohne Beschränkung: ACTH-produzierende Tumoren, akute lymphozytäre Leukämie, akute nicht-lymphozytäre Leukämie, Krebs der Nebennierenrinde, Blasenkrebs, Hirnkrebs, Brustkrebs, Zervixkrebs, chronische lymphozytäre Leukämie, chronische myelozytäre Leukämie, Kolorektalkrebs, kutanes T-Zelllymphom, Endometriumkrebs, Speiseröhrenkrebs, Ewing-Sarkom, Gallenblasenkrebs, Haarzell-Leukämie, Kopf- und Halskrebs, Hodgkin-Lymphom, Kaposi-Sarkom, Nierenkrebs, Leberkrebs, Lungenkrebs (kleinzellig und/oder nicht-kleinzellig), maligner Peritonealerguss, maligner Pleuraerguss, Melanom, Mesotheliom, multiples Myelom, Neuroblastom, nicht-Hodgkin Lymphom, Osteosarkom, Eierstockkrebs, Eierstock(keimzellen)krebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Peniskrebs, Retinoblastom, Hautkrebs, Weichteilsarkom, Schuppenzellkrebsarten, Magenkrebs, Hodenkrebs, Schilddrüsenkrebs, trophoblastische Neubildungen, Gebärmutterkrebs, Vaginalkrebs, Vulvakrebs und Wilms-Tumor.
  • Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind bei der Behandlung des Krebses von Geweben, in denen PSMA/NAALADase-Enzyme vorhanden sind, besonders nützlich. Solche Gewebe umfassen die Prostata, sowie das Gehirn, die Nieren und die Hoden.
  • Bei Patienten, bei denen anfangs kein fortgeschrittener oder metastasierter Krebs vorliegt, werden die betreffenden Arzneimittel auf der Basis von PSMA-Liganden als unmittelbare Anfangstherapie vor einem chirurgischen Eingriff und einer Strahlentherapie verwendet, während sie bei Patienten mit einem Risiko eines Rezidivs oder von Metastasen (auf der Grundlage von hohem PSMA, hohem Gleason-Score, einer lokal ausgedehnten Erkrankung und/oder einem pathologischem Nachweis von Tumorinvasion in der chirurgischen Probe) als andauernde Nachbehandlungs-Therapie verwendet werden. Das Ziel bei diesen Patienten ist das Hemmen des Wachstums von möglicherweise metastatischen Zellen aus dem Primärtumor bei dem chirurgischen Eingriff oder der Strahlentherapie und das Hemmen des Wachstums von Tumorzellen aus einem nicht nachweisbaren Rest des Primärtumors.
  • Bei Patienten, bei denen anfangs fortgeschrittener oder metastasierter Krebs vorliegt, werden Arzneimittel auf der Basis von PSMA-Liganden als eine andauernde Ergänzung zu einer Hormonabsenkung oder möglicherweise als Ersatz dafür verwendet. Das Ziel bei diesen Patienten ist das Verlangsamen des Tumorzellwachstums sowohl des unbehandelten Primärtumors als auch von bestehenden metastatischen Läsionen.
  • Außerdem kann die Erfindung bei der Genesung nach einem chirurgischen Eingriff besonders wirkungsvoll sein, wobei die Zusammensetzungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung beim Verringern der Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Tumorrezidivs, das durch ausgestreute Zellen ausgelöst wird, die durch einen chirurgischen Eingriff nicht entfernt werden können, besonders wirksam sein können.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein diagnostisches Kit zum Durchführen der Verfahren der vorliegenden Erfindung, das Verbindungen und/oder Zusammensetzungen, welche die Verbindungen der vorliegenden Erfindung enthalten, umfassen kann. Beispielsweise können radiomarkierte Liganden so verwendet werden, dass sie diagnostische Informationen liefern. Beispiele von diagnostischen Informationen und Verwendungen umfassen das Bestimmen der Art der Erkrankung, des Fortschreitens der speziellen Erkrankung, des Orts der von dem modifizierten PSMA-Liganden angezielten Zellen, sowie ähnliche diagnostische Verwendungen, die dem Fachmann bekannt sind.
  • Bei den Verfahren der vorliegenden Erfindung können die Verbindungen oral, parenteral, durch ein Inhalationsspray, topisch, rektal, nasal, bukkal, vaginal oder über ein implantiertes Reservoir in Dosierungsformulierungen, die herkömmliche nicht-toxische pharmazeutisch verträgliche Träger, Hilfsstoffe und Vehikel umfassen, verabreicht werden. Der Begriff „parenteral", wie er hier verwendet wird, umfasst subkutane, intravenöse, intramuskuläre, intraperitoneale, intrathekale, intraventrikuläre, intrasternale und intrakraniale Injektions- und Infusionsverfahren Invasive Verfahren sind bevorzugt, insbesondere das direkte Verabreichen an geschädigtes Neuronalgewebe.
  • Um für Ziele im zentralen Nervensystem therapeutisch wirksam zu sein, sollten die Verbindungen der vorliegenden Erfindung bei einer peripheren Verabreichung die Blut/Hirn-Schranke leicht durchdringen. Verbindungen, welche die Blut/Hirn-Schranke nicht durchdringen können, können auf einem intraventrikulären Weg wirksam verabreicht werden.
  • Die Verbindungen können auch in der Form von sterilen injizierbaren Präparaten, beispielsweise als sterile, injizierbare wässrige oder ölige Suspensionen, verabreicht werden. Diese Suspensionen können gemäß Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, unter Verwendung von geeigneten Dispersionsmitteln oder Netzmitteln und von Suspensionsmitteln formuliert werden. Bei den sterilen injizierbaren Präparaten kann es sich auch um sterile injizierbare Lösungen oder Suspensionen in nicht-toxischen parenteral verträglichen Verdünnungsmitteln oder Lösungsmitteln handeln, beispielsweise Lösungen in 1,3-Butandiol. Zu den verträglichen Vehikeln und Lösungsmitteln, die verwendet werden können, gehören Wasser, die Ringer-Lösung und isotonische Natriumchloridlösung. Außerdem werden sterile Fettöle herkömmlich als Lösungsmittel oder Suspensionsmittel verwendet. Zu diesem Zweck kann jedes sanfte Fettöl, wie z. B. ein synthetisches Mono- oder Diglycerid, verwendet werden. Fettsäuren, wie z. B. Ölsäure und seine Glyceridderivate, einschließlich Olivenöl und Rizinusöl, insbesondere in ihren polyoxyethylierten Formen, sind bei der Herstellung von injizierbaren Präparaten von Nutzen. Diese öligen Lösungen oder Suspensionen können auch langkettige Alkohol-Verdünnungsmittel oder Dispersionsmittel umfassen.
  • Außerdem können die Verbindungen in der Form von Kapseln, Tabletten, wässrigen Suspensionen oder Lösungen oral verabreicht werden. Tabletten können Träger, wie z. B. Lactose und Maisstärke, und/oder Gleitmittel, wie z. B. Magnesiumstearat, umfassen. Kapseln können Verdünnungsmittel, einschließlich Lactose und getrocknete Maisstärke, umfassen. Wässrige Suspensionen können Emulgierungs- und Suspensionsmittel in Kombination mit dem Wirkstoff umfassen. Die oralen Dosierungsformen können ferner süßende und oder geschmacksgebende und/oder farbgebende Mittel umfassen.
  • Ferner können die Verbindungen rektal in der Form von Zäpfchen verabreicht werden. Dies Zusammensetzungen können durch Mischen des Arzneistoffs mit geeigneten nicht-reizenden Exzipienten, die bei Raumtemperatur fest, aber bei der Rektaltemperatur flüssig sind, so dass sie im Rektum schmelzen und den Arzneistoff freigeben, hergestellt werden. Solche Exzipienten umfassen Kakaobutter, Bienenwachs und Polyethylenglycole.
  • Darüber hinaus können die Verbindungen topisch verabreicht werden, insbesondere, wenn die zur Behandlung vorgesehenen Zustände Gebiete oder Organe betreffen, die durch eine topische Anwendung leicht zugänglich sind, umfassend neurologische Störungen des Auges, der Haut oder des unteren Verdauungstrakts.
  • Zur topischen Anwendung an das Auge oder zur ophthalmischen Verwendung können die Verbindungen als mikronisierte Suspensionen in isotonischer, steriler Kochsalzlösung mit eingestelltem pH-Wert, oder vorzugsweise als eine Lösung in isotonischer, steriler Kochsalzlösung mit eingestelltem pH-Wert, mit oder ohne ein Konservierungsmittel wie Benzylalkoniumchlorid, formuliert werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Verbindungen in Salben, wie z. B. Vaseline, formuliert werden.
  • Zur topischen Anwendung an die Haut können die Verbindungen in geeignete Salben formuliert werden, welche die Verbindungen beispielsweise in Gemischen mit einem oder mehreren von folgendem suspendiert oder dispergiert enthalten: Mineralöl, flüssige Vaseline, weiße Vaseline, Propylenglycol, eine Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Verbindung, Emulgierungswachs und Wasser. Bei einer anderen Ausführungsform können die Verbindungen in geeignete Lotionen oder Cremes, welche den Wirkstoff beispielsweise in einem Gemisch von einem oder mehreren von folgendem suspendiert oder dispergiert enthalten: Mineralöl, Sorbitmonostearat, Polysorbat 60, Cetylester-Wachs, Cetearylalkohol, 2-Octyldodecanol, Benzylalkohol und Wasser.
  • Eine topische Verabreichung an den unteren Verdauungstrakt kann mit Zäpfchenformulierungen (siehe oben) oder geeigneten Einlauf-Formulierungen durchgeführt werden.
  • Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in einer Einzeldosis, in mehrfachen getrennten Dosen oder durch eine kontinuierliche Infusion verabreicht werden. Da die Verbindungen klein, leicht diffundierbar und vergleichsweise stabil sind, sind sie für eine kontinuierliche Infusion gut geeignet. Für die kontinuierliche Infusion sind Pumpen, insbesondere subkutane Pumpen, bevorzugt.
  • Die Zusammensetzungen und die Verwendung gemäß der Erfindung können auch die Technologie der kontrollierten Freisetzung umfassen. Beispielsweise können modifizierte PSMA-Liganden einer Polymermatrix zur kontrollierten Freisetzung über einen Zeitraum von Tagen einverleibt werden. Solche Filme zur kontrollierten Freisetzung sind im Stand der Technik gut bekannt. Beispiele von Polymeren, die gewöhnlich zu diesem Zweck verwendet werden und bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen nicht-abbaubare Ethylen/Vinylacetat-Copolymere und abbaubare Milchsäure/Glycolsäure-Copolymere. Bestimmte Hydrogele, wie z.B. Poly(hydroxyethylmethacrylat) oder Poly(vinylalkohol) können ebenfalls von Nutzen sein.
  • Bei der Behandlung der vorstehend genannten Zustände ist die Höhe der Dosis in der Größenordnung von etwa 0,1 mg bis etwa 10.000 mg des Wirkstoffs geeignet, wobei die bevorzugten Niveaus etwa 0,1 mg bis etwa 1.000 mg betragen. Die spezielle Höhe der Dosis für einen bestimmten Patienten wird von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, umfassend die Aktivität der bestimmten Verbindung, die verwendet wird; das Alter, das Körpergewicht, den allgemeinen Gesundheitszustand, das Geschlecht und die Ernährung des Patienten; die Zeit der Verabreichung; die Geschwindigkeit der Ausscheidung; die Arzneimittelkombination; die Schwere der bestimmten Erkrankung, die behandelt wird; und die Form der Verabreichung. Typischerweise liefern Ergebnisse von in vitro-Dosis/Wirkungs-Untersuchungen nützliche Richtwerte für die zur Verabreichung an Patienten geeigneten Dosen. Untersuchungen von Tiermodellen sind ebenfalls hilfreich, insbesondere beim Bestimmen von wirksamen Dosen zur Behandlung von Krebs. Die Erwägungen beim Bestimmen der geeigneten Höhe der Dosis sind im Stand der Technik gut bekannt.
  • Bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung kann jeder Verabreichungsplan zum Regulieren der Zeitintervalle und der Abfolge der Arzneimittelzuführung verwendet werden und falls benötigt wiederholt werden, um eine wirksame Behandlung zu erhalten. Ein solcher Plan kann eine Vorbehandlung und/oder eine gleichzeitige Behandlung mit weiteren therapeutischen Wirkstoffen umfassen.
  • Bei Patienten mit Prostatakrebs, der weder fortgeschritten noch metastasiert ist, können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (i) vor einem chirurgischen Eingriff oder einer Strahlenbehandlung verabreicht werden, um das Metastasierungsrisiko zu verringern; (ii) während eines chirurgischen Eingriffs oder in Verbindung mit einer Strahlenbehandlung verabreicht werden; und/oder (iii) nach einem chirurgischen Eingriff oder einer Strahlentherapie verabreicht werden, um das Risiko eines Rezidivs zu verringern und das Wachstum von verbliebenen Tumorzellen zu hemmen.
  • Bei Patienten mit fortgeschrittenem oder metastasiertem Prostatakrebs können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung als eine andauernde Ergänzung zu einer Hormonabsenkung oder als Ersatz dafür verabreicht werden, um das Tumorzellwachstum von sowohl dem unbehandelten Primärtumor als auch den bestehenden metastatischen Läsionen zu verlangsamen.
  • Die Verwendung der vorliegenden Erfindung ist besonders nützlich, wenn ausgestreute Zellen durch einen chirurgischen Eingriff nicht entfernt werden konnten. Nach der Genesung nach dem chirurgischen Eingriff wären die Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Verringern der Wahrscheinlichkeit des Rezidivierens eines Tumors, das von solchen ausgestreuten Zellen verursacht wird, wirksam.
  • Die modifizierten PSMA-Liganden der vorliegenden Erfindung können auch verwendet werden, um die Menge an PSMA in einer Probe auf der Grundlage ihres Vermögens, an PSMA zu binden, zu bestimmen. Beispielsweise kann die PSMA-enthaltende Probe mit einem der modifizierten PSMA-Liganden der vorliegenden Erfindung inkubiert werden, um das Binden zwischen PSMA und seinem modifizierten Liganden zu ermöglichen. Anschließend können gebundene Liganden von nicht-gebundenen getrennt werden, und die Menge der gebundenen PSMA-Liganden kann auf zweckmäßige Weise bestimmt werden, insbesondere wenn die Menge der modifizierenden Gruppe (des „Rests R") gemessen werden soll. Die Menge der gebundenen modifizierten PSMA-Liganden wird zum Teil durch die Bindungsaffinität zwischen dem Liganden und PSMA bestimmt, es wird aber auch von der Menge an PSMA in der Probe bestimmt. Die relative Menge an PSMA in verschiedenen Proben kann direkt verglichen werden. Wenn dagegen die absolute Menge an PSMA in der Probe verlangt wird, kann eine Reihe von Kontrollproben mit bekannten PSMA-Konzentrationen verwendet werden, um eine Standardkurve abzuleiten, aus der die absolute Konzentration des PSMA ersehen werden kann.
  • Die Menge an gebundenen PSMA-Liganden kann auf viele Wegen bestimmt werden. Wenn es sich bei der modifizierenden Gruppe beispielsweise um ein Fluoreszenz-Tag handelt, stellt die Menge an Fluoreszenzsignalen ein Maß für die Menge des Liganden dar. Auf ähnliche Weise kann die Menge an Chelatgruppen durch die Menge an Radioisotopen, die von den Chelatgruppen gebunden werden kann, bestimmt werden. Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden für den Fachmann offensichtlich sein.
  • Das Trennen von gebundenen und nicht-gebundenen PSMA-Liganden kann auf viele denkbare Weisen durchgeführt werden. Beispielsweise kann das PSMA in einer Testprobe auf einem festen Träger fixiert werden, wie z. B. in einer Vertiefung einer Mikrotiter-Platte. Anschließend können überschüssige nicht-gebundene PSMA-Liganden genau wie bei einem ELISA-Test abgewaschen werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann lösliches PSMA unter Verwendung eines PSMA-spezifischen Antikörpers immunpräzipitiert und die Menge der assoziierten PSMA-Liganden unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
  • B. Kombination mit anderen Behandlungen
  • (i) Chirurgie und Strahlenbehandlung
  • Im Allgemeinen werden Chirurgie und Strahlenbehandlung bei Patienten mit lokalisiertem Prostatakrebs, die jünger als 70 Jahre sind und eine Lebenserwartung von wenigstens 10 weiteren Jahren aufweisen, als möglicherweise kurative Therapien verwendet.
  • Etwa 70% der Patienten mit neu diagnostiziertem Prostatakrebs fallen in diese Kategorie. Etwa 90% dieser Patienten (65% der gesamten Patienten) erfahren einen chirurgischen Eingriff, während etwa 10% dieser Patienten (7% der gesamten Patienten) eine Strahlenbehandlung erfahren.
  • Die histopathologische Untersuchung von chirurgischen Proben zeigt, dass etwa 63% der Patienten, die einen chirurgischen Eingriff erfahren (40% der gesamten Patienten) lokal ausgedehnte Tumoren oder eine regionale (Lymphknoten) Metastasierung aufweisen, die bei der Anfangsdiagnose unentdeckt geblieben war. Diese Patienten weisen ein wesentlich höheres Rezidivrisiko auf. Etwa 40% dieser Patienten wird innerhalb von fünf Jahren nach dem chirurgischen Eingriff tatsächlich ein Rezidiv entwickeln. Die Ergebnisse nach einer Strahlenbehandlung sind sogar noch weniger ermutigend. Etwa 80% der Patienten, die als Primärtherapie eine Strahlenbehandlung erfahren haben, weisen eine Fortdauer der Erkrankung auf oder entwickeln innerhalb von fünf Jahren nach der Behandlung ein Rezidiv oder eine Metastasierung.
  • Gegenwärtig erhalten die meisten Prostatakrebs-Patienten, die einen chirurgischen Eingriff oder eine Strahlenbehandlung erfahren, keine unmittelbar nachfolgende Therapie. Stattdessen werden sie häufig auf erhöhtes PSMA überwacht, das den Hauptindikator für ein Rezidiv oder eine Metastasierung darstellt.
  • Auf der Grundlage der vorstehend genannten Statistiken bestehen beträchtliche Möglichkeiten, die vorliegende Erfindung in Verbindung mit chirurgischen Eingriffen und/oder einer Strahlenbehandlung zu verwenden.
  • (ii) Hormontherapie
  • Bei der Hormonabsenkung handelt es sich um die wirkungsvollste palliative Behandlung für 10% der Patienten mit metastasiertem Prostatakrebs. Die Hormonabsenkung durch Medikation und/oder Orchiektomie wird zum Blockieren von Hormonen, die das weitere Wachstum und die Metastasierung von Prostatakrebs fördern, verwendet. Bei beinahe allen diesen Patienten werden sowohl der Primärtumor als auch die metastatischen Tumoren mit der Zeit hormonunabhängig und therapieresistent. Etwa 50% der Patienten mit metastasiertem Krebs sterben innerhalb von drei Jahren nach der Erstdiagnose, und 75% dieser Patienten sterben innerhalb von fünf Jahren nach der Diagnose. Eine anhaltende Ergänzung mit den Verbindungen der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um diesen Zustand, der möglicherweise eine Metastasierung erlaubt, zu verhindern oder ihn umzukehren.
  • (iii) Chemotherapie
  • Die Chemotherapie wird zwar bei der Behandlung einiger Arten von Krebs erfolgreich angewendet, bei der Behandlung von Prostatakrebs zeigt sie jedoch nur geringen therapeutischen Wert und wird im Allgemeinen als ein letzter Ausweg vorbehalten. Dementsprechend werden die Gelegenheiten, Prostatakrebs durch Kombinieren einer Chemotherapie mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung zu behandeln, selten sein. Wenn kombiniert, sollten diese Behandlungen beim Eindämmen von Prostatakrebs jedoch wirksamer sein als die Chemotherapie allein.
  • (iv) Immunotherapie
  • Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch in Kombination mit monoklonalen Antikörpern verwendet werden, um Prostatakrebs zu behandeln. Eine solche kombinierte Behandlung ist bei Patienten mit Beteiligung der Beckenlymphknoten, von denen nach 5 Jahren nur noch 34% leben, besonders wirksam. Ein Beispiel von solchen monoklonalen Antikörpern ist der Zellmembran-spezifische anti-Prostata-Antikörper.
  • Die vorliegende Erfindung kann auch mit Immuntherapien auf der Grundlage von aus polyklonalen oder monoklonalen Antikörpern abgeleiteten Reagenzien verwendet werden. Aus monoklonalen Antikörpern abgeleitete Reagenzien sind bevorzugt. Diese Reagenzien sind im Stand der Technik bekannt und umfassen radiomarkierte monoklonale Antikörper, wie z.B. mit Strontium-89 konjugierte monoklonale Antikörper.
  • (v) Kryotherapie
  • Die Verwendung der vorliegenden Erfindung kann auch in Verbindung mit einer Kryotherapie zur Behandlung von Prostatakrebs verwendet werden.
  • (vi) Chemische Prostatektomie
  • Die Verwendung und die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung können auch zur chemischen Abtragung der Prostatadrüse oder der „chemischen Prostatektomie" verwendet werden. Die chemische Prostatektomie kann als ein nicht-chirurgisches Verfahren zum Behandeln eines Patienten mit einer erkrankten Prostata verwendet werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein solches Verfahren als vorbeugende Behandlung von Personen mit einem hohen Risiko des Entstehens einer mit der Prostata in Verbindung stehenden Erkrankung oder Störung verwendet werden, beispielsweise bei Personen mit einer positiven familiären" Geschichte oder persönlichen Geschichte bezüglich der Prostataerkrankung.
  • Beispiele
  • Nachdem die Erfindung nun allgemein beschrieben ist, kann sie anhand der folgenden Beispiele, die nur zum Zweck der Veranschaulichung von bestimmten Gesichtspunkten und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind und den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen, leichter verstanden werden.
  • Beispiel 1: Konjugieren von Guilford 11254-36 an das Nah-Infrarot-Fluorophor IRDye78
  • Um zu zeigen, dass PSMA-Liganden gemäß der vorliegenden Erfindung funktionalisiert werden können, wurde die Verbindung Guilford 11254-36 unter wässrigen Bedingungen und unter Verwendung der in 1A gezeigten Chemie an das Nah-Infrarot-Fluorophor IRDye78 (LI-COR, Lincoln, NE; Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm) konjugiert. Bei IRDye78 handelt es sich um ein Nah-Infrarot-Fluorophor, das auf dem chirurgischen Gebiet zum intraoperativen Nachweisen von Krebszellen verwendet werden kann.
  • Das gewünschte Reaktionsprodukt konnte unter Verwendung von Normalphasen-Dünnschichtchromatographie leicht von den Reaktanden getrennt werden (1B). Ein Fachmann wäre imstande, weitere allgemein bekannte Verfahren zum Isolieren oder Reinigen des konjugierten chemischen Produkts zu verwenden.
  • Beispiel 2: Nah-Infrarot-Fluoreszenznachweis von PSMA in lebenden Zellen unter Verwendung eines funktionalisierten PSMA-Liganden
  • Um zu zeigen, dass die Verbindung der vorliegenden Erfindung (funktionalisierter PSMA-Ligand) das Vermögen behält, PSMA zu binden wie der unkonjugierte PSMA-Ligand, wurde die Verbindung Guilford 11254-36 wie vorstehend beschrieben an das Nah-Infrarot-Fluorophor IRDye78 konjugiert. COS7-Zellen, die gewöhnlich kein PSMA exprimieren, wurden mit einem Adenovirus infiziert, der entweder GFP und PSMA coexprimiert (linke Spalte) oder nur GFP exprimiert (rechte Spalte). 72 Stunden nach der Infektion wurden die Zellen 15 Minuten mit 5 μM CaCl2 bei 37°C inkubiert. Anschließend wurden die Zellen 3 × mit PBS, das mit 10 μM MgCl2 und 1 μM CaCl2 ergänzt war, gewaschen und mittels eines Fluoreszenzmikroskops unter Verwendung verschiedener Filtersätze untersucht.
  • Die mittleren Felder von 2 zeigen, dass die COS7-Zellen durch den Adenovirus wirksam infiziert waren und viele Zellen im Gesichtsfeld den GFP-Marker exprimierten (und vermutlich auch das PSMA-Protein in der linken Spalte). Obwohl kein morphologischer Unterschied zwischen den GFP-exprimierenden und den GFP/PSMA-coexprimierenden Zellen besteht ( 2, untere Felder), ist offensichtlich, dass der funktionalisierte PSMA-Ligand, nämlich an Guilford 11254-36 konjugiertes IRDye78, GFP/PSMA-coexprimierende Zellen binden kann (2, oberes Feld, linke Spalte), wie aus der Nah-Infrarot-Fluoreszenz ersichtlich ist (Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm). Das starke Plasmamembran Guilford/IRDye78-Signal zeigt, dass das PSMA-Protein korrekt an seiner üblichen Lokalisierung in der Plasmamembran lokalisiert ist. Im Gegensatz dazu binden die GFP-exprimierenden Kontrollzellen kein Guilford/IRD78-Konjugat (2, oberes Feld, rechte Spalte).
  • Beispiel 3: Nachweis der Spezifität des modifizierten PSMA-Liganden
  • Um zu zeigen, dass der funktionalisierte PSMA-Ligand die Bindungsspezifität für PSMA beibehält, wurden COS7-Zellen mit einem Adenovirus infiziert, der entweder GFP und PSMA coexprimiert (linke Spalte) oder GFP und Erb-B2 coexprimiert (ein Brustkrebs-Protein, rechte Spalte). 72 Stunden nach der Transfektion wurden die Zellen 15 Minuten mit 5 μM des Guilford/IRDye78-Konjugats in PBS, das mit 10 μM MgCl2 und 1 μM CaCl2 ergänzt war, bei 37°C inkubiert. Anschließend wurden die Zellen 3 × mit PBS, das mit 10 μM CaCl2 ergänzt war, gewaschen, in 2%-igem Paraformaldehyd 10 Minuten bei Raumtemperatur fixiert, gewaschen und mittels eines Fluoreszenzmikroskops unter Verwendung verschiedener Filtersätze untersucht.
  • Das obere Feld von 3 zeigt die Nah-Infrarot-Fluoreszenz (Anregung bei 771 nm, Emission bei 796 nm). Das mittlere Feld zeigt das Signal des Grün fluoreszierenden Proteins. Das untere Feld zeigt den Phasenkontrast des gleichen Bereichs. Der Pfeil zeigt auf eine typische Zelle mit einem starken Plasmamembran-Guilford/IRDye78-Signal in Zellen, die PSMA herstellen. Bei Zellen, die Erb-B2 exprimieren (rechtes Feld), wird keine Bindung beobachtet. Dies zeigt, dass der funktionalisierte PSMA-Ligand die Bindungsspezifität des unkonjugierten PSMA-Liganden beibehält.
  • Ähnliche Experimente wurden auch für einen zweiten Zelltyp durchgeführt, nämlich PC3- Zellen, einer Prostatakrebs-Zelllinie des Menschen, die gewöhnlich kein PSMA exprimiert. Es wurden im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie vorstehend für COS7-Zellen beschrieben erhalten (4).
  • Beispiel 4: PSMA-Liganden und IRDye78 hemmen die PSMA-Aktivität
  • Um die Wirkung von mehreren PSMA-Liganden und modifizierten PSMA-Liganden (β-AG/78) auf die PSMA-Aktivität zu bestimmen, wurde ein 3H-NAAG-Test (Slusher et al., J. Biol. Chem., 1990, 265: 21297-301) verwendet, um die Aktivität von PSMA bei Vorhandensein oder Abwesenheit von einigen PSMA-Liganden zu messen.
  • Bei β-AG/78 (5, unteres Feld) handelt es sich um ein Konjugat von β-AG und dem Nah-Infrarot-Fluorophor IRDye78. Das Konjugat kann unter Verwendung eines ähnlichen Schemas, wie es in bei Beispiel 1 gezeigt ist, synthetisiert werden, und das Produkt kann unter Verwendung von entweder TLC (nicht gezeigt) oder, wie in 6 gezeigt, von HPLC gereinigt werden. Als Kontrolle wurde auch IRDye78 geprüft. Die Ergebnisse wurden als Prozentwert der verbleibenden PSMA-Aktivität im Vergleich zu der PSMA-Aktivität ohne Zusatzstoffe für einen Bereich von Inhibitorkonzentrationen dargestellt.
  • Das im oberen Feld von 5 dargestellte Ergebnis zeigte, dass es sich bei β-AG tatsächlich um einen Inhibitor der enzymatischen Aktivität von PSMA handelt, wie durch den 3H-NAAG-Test gezeigt. Die Inhibitoraktivität von β-AG war etwas weniger stark als die von beta-N-Acetyl-AG (β-NAAG). Überraschenderweise ist auch IRDye78 ein Inhibitor von PSMA. Außerdem sind die Inhibitorwirkungen von IRDye78 und β-AG synergistisch, so dass das β-AG/78-Konjugat ein viel stärkerer Inhibitor als β-AG oder IRDye78 allein ist.
  • Ähnliche Ergebnisse wurden auch in einer anderen Reihe von Experimenten erhalten, bei denen gefunden wurde, dass ein Guilford 11254-36/IRDye78-Konjugat (zur Synthese siehe Beispiel 1) ein stärkerer Inhibitor als Guilford 11254-36 (7, unteres Feld) oder IRDye78 allein ( 7, oberes Feld) ist, wodurch gezeigt wird, dass die Inhibitorwirkungen von IRDye78 und der Guilford-Verbindung synergistisch sind.
  • Beispiel 5: Modifizierte PSMA-Liganden binden direkt an PSMA
  • Wie durch die Fluoreszenzpolarisationsdaten von 8 gezeigt, binden sowohl beta-AG/78 als auch Guilford/78 direkt an PSMA mit Kd-Werten, die im Wesentlichen ihren entsprechenden IC50-Werten der Enzyminhibierung gleichwertig sind. Das bedeutet, dass die IC50-Werte als ein Ersatz für die Affinität verwendet werden können, und sagt voraus, dass die hier vorgestellten Konjugate als Mittel zum Sichtbarmachen von PSMA-positiven Zellen verwendet werden können. In Experimenten, die mit COS7-Zellen und mit PC3-Zellen durchgeführt wurden (siehe Beispiele 2 und 3), wurde gezeigt, dass dies tatsächlich der Fall ist.
  • Beispiel 6: Serumstabilität der modifizierten PSMA-Liganden
  • Es wurde ermittelt, dass Guilford/78 bis zu 1 Stunde stabil ist, wenn es bei 37°C in menschlichem Serum inkubiert wird (nicht gezeigt). Gegenwärtig prüfen wir das in vivo-Nachweisen von Prostatakrebs in Maus-Xenotransplantatmodellen unter Verwendung der konjugierten PSMA-Liganden.
  • Äquivalente
  • Selbstverständlich sind Angaben von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in der ausführlichen Beschreibung und den speziellen Beispielen nur zur Veranschaulichung angegeben, da dem Fachmann aus dieser ausführlichen Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifikationen im Umfang der Erfindung offensichtlich sein werden.

Claims (51)

  1. Verbindung der allgemeinen Formel (Ia):
    Figure 00500001
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ib):
    Figure 00500002
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ic):
    Figure 00500003
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Id):
    Figure 00510001
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (Ie):
    Figure 00510002
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (If):
    Figure 00510003
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (II):
    Figure 00510004
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (III):
    Figure 00520001
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV):
    Figure 00520002
    oder eine Verbindung der allgemeinen Formel (V):
    Figure 00520003
    wobei, wenn zutreffend, X O oder S darstellt; Y
    Figure 00530001
    darstellt; R einen Chelatliganden, ein Fluoreszenz-Tag oder eine cytotoxische Einheit darstellt; R1 und R3 unabhängig voneinander bei jedem Vorkommen ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl, -(CH2)m-Aryl, -Alkyl-CO2R4, -Alkenyl-CO2R4, -Cycloalkyl-CO2R4, -Cycloalkenyl-CO2R4 oder -Aryl-CO2R4 darstellen; R2 und R4 unabhängig voneinander bei jedem Vorkommen Wasserstoff, Niederalkyl oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz darstellen; R5 H oder ein Niederalkyl darstellt; R6 ein Alkyl, ein Alkenyl, ein Cycloalkyl, ein Cycloalkenyl, ein Aryl oder -(CH2)m-Aryl darstellt; D1 O oder S darstellt; D2 N3, SH2, NH2 oder NO2 darstellt; m 1, 2, 3 oder 4 ist; und n 0, 1, 2 oder 3 ist.
  2. Verbindung gemäß Anspruch 1, wobei X O darstellt.
  3. Verbindung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei R1 und R3 unabhängig voneinander ein Niederalkyl-CO2-R4 darstellen.
  4. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Y -P(=O)(-OR2)- darstellt.
  5. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei R2 H oder ein Niederalkyl darstellt.
  6. Verbindung gemäß Anspruch 5, wobei R2 H darstellt.
  7. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei R eine Größe von mindestens 25 amu aufweist.
  8. Verbindung gemäß Anspruch 7, wobei R eine Größe von mindestens 50 amu aufweist.
  9. Verbindung gemäß Anspruch 8, wobei R eine Größe von mindestens 100 amu aufweist.
  10. Verbindung gemäß Anspruch 9, wobei R eine Größe von mindestens 250 amu aufweist.
  11. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei R eine hydrolysierbare cytotoxische Einheit ist.
  12. Verbindung gemäß Anspruch 11, wobei R an den Rest des Moleküls durch Verwendung eines Amid- oder Esterrests gebunden ist.
  13. Verbindung gemäß Anspruch 11, wobei R an den Rest des Moleküls durch Verwendung eines säurelabilen oder durch eine Base abspaltbaren Linkers gebunden ist.
  14. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei R eine Chelateinheit zur Bildung eines Metallchelats ist.
  15. Verbindung gemäß Anspruch 14, wobei R ein Chelator für ein Radiometall oder ein paramagnetisches Ion ist.
  16. Verbindung gemäß Anspruch 14, wobei R ein Radionuklid-Chelator für die Radiotherapie oder für Darstellungsverfahren ist.
  17. Verbindung gemäß Anspruch 16, wobei das Radionuklid ein Beta- oder Alphaemitter zur Verwendung in der Radiotherapie ist.
  18. Verbindung gemäß Anspruch 16, wobei das Radionuklid ein Gammaemitter, Positronemitter, Augerelektronemitter, Röntgenstrahlemitter oder Fluoreszenzemitter ist.
  19. Verbindung gemäß Anspruch 16, wobei das Radionuclid 99mTc (Technetium) ist.
  20. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein Radiosensibilisator ist, ausgewählt aus Nitroimidazolen, Metronidazol oder Misonidazol.
  21. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und 14 bis 19, wobei R ein bifunktioneller Chelator NxSy ist, welcher ein Metall oder Radiometall koordiniert binden kann, wobei x und y ganze Zahlen zwischen 1 und 4 sind.
  22. Verbindung gemäß Anspruch 21, wobei NxSy einen N2S2- oder N3S-Kern aufweist.
  23. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein Borzusatzstoff ist.
  24. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein chemotherapeutisches Mittel ist.
  25. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein Arzneistoff ist, welcher die intrazelluläre Proteinsynthese beeinträchtigt.
  26. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein Prodrug ist, welches nur durch den Wirtsstoffwechsel aus seiner inaktiven Vorläuferform heraus aktiviert wird.
  27. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein Toxin ist, ausgewählt aus: Ricin, Ricin A-Kette(Ricintoxin), Pseudonomas-Exotoxin (PE), Diphtherietoxin (DT), Clostridium perfringens-Phospholipase C (PLC), Rinderpankreas-Ribonuclease (BPR), antivirales Protein der Kermesbeere (PAP), Abrin, Abrin A-Kette (Abrintoxin), Kobragiftfaktor (CVF), Gelonin (GEL), Saporin (SAP), Modeccin, Viscumin oder Volkensin.
  28. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei R ein Enzym ist, welches das Prodrug lokal umwandelt.
  29. Arzneimittel, umfassend die Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 und einen pharmazeutisch verträglichen Träger.
  30. Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 für die Herstellung einer Diagnosezubereitung zum Nachweis oder zur Darstellung von PSMA (Prostata-spezifisches Membranantigen) exprimierenden Zellen in einem Patienten, wobei die Verbindung und somit die PSMA exprimierenden Zellen, im Patienten nachgewiesen werden.
  31. Verwendung gemäß Anspruch 30, wobei die PSMA exprimierenden Zellen Prostatazellen bei Prostatahyperplasie oder Prostatakrebs sind.
  32. Verwendung gemäß Anspruch 30, wobei die Verbindung durch ein Darstellungsmittel modifiziert wird.
  33. Verwendung gemäß Anspruch 32, wobei das Darstellungsmittel ein Radionuklid-Darstellungsmittel ist.
  34. Verwendung gemäß Anspruch 33, wobei das Radionuklid-Darstellungsmittel radioaktives Iod oder Indium ist.
  35. Verwendung gemäß Anspruch 30, wobei die Verbindung durch Radioszintigraphie, Kernspintomographie (MRI), Computertomograhie (CT-Scannen) oder Positronemissionstomographie (PET) ermittelt wird.
  36. Verwendung gemäß Anspruch 30, wobei der Nachweis die Bestimmung des Volumens, der Form und/oder des Orts der PSMA exprimierenden Zellen in einem Patienten einschließt.
  37. Verfahren zur Bestimmung der Menge an PSMA in einer Probe, umfassend: (a) Kontaktieren der Probe mit einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28; (b) Bestimmen der Menge der an PSMA gebundenen Verbindung oder der Menge der modifizierenden Gruppe der gebundenen Liganden, wodurch die Menge an PSMA in der Probe bestimmt wird.
  38. Verfahren gemäß Anspruch 37, wobei die Probe Prostataflüssigkeit, Urin ist oder durch Samenplasma erhalten wird.
  39. Verfahren zur Diagnose in einer Testprobe eines mit PSMA-Überexpression verbundenen Prostatakrankheitszustands, umfassend: (a) unter Verwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 37 Bestimmen der Menge an PSMA in der Testprobe und einer normalen Kontrollprobe; (b) Vergleichen der Höhe der PSMA-Menge in der Testprobe und in der Kontrollprobe; wobei statistisch wesentlich höhere Werte der PSMA-Menge in der Testprobe auf das Vorhandensein eines mit PSMA-Überexpression verbundenen Prostatakrankheitszustands hindeuten.
  40. Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Patienten, welcher an einem mit PSMA-Überexpression verbundenen Krankheitszustand leidet.
  41. Verwendung gemäß Anspruch 40, wobei der Krankheitszustand Prostatahyperplasie oder Prostatakrebs ist.
  42. Verwendung gemäß Anspruch 40, wobei die Verbindung durch ein cytotoxisches Mittel modifiziert wird.
  43. Verwendung gemäß Anspruch 40, wobei die Verbindung durch ein Radiometall-Chelatmittel modifiziert wird.
  44. Verwendung gemäß Anspruch 43, wobei zusätzliche Chelatorverbindungen in den Patienten infundiert werden sollen.
  45. Verwendung gemäß Anspruch 44, wobei die Chelatorverbindung EDTA oder DPTA ist.
  46. Verwendung gemäß Anspruch 40, wobei die Verbindung dem Patienten in einer Dosis verabreicht werden soll, die 10 bis 100 Mal weniger aktiven Wirkstoff als eine aktive Einheit als die Dosierung an Wirkstoff, welche als unkonjugierte Wirkstoffe verabreicht werden, enthält.
  47. Kit zur Diagnose oder zum Nachweis des Vorhandenseins eines PSMAs, umfassend: (a) mindestens eine Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28; (b) eine Anleitung.
  48. Kit gemäß Anspruch 47, wobei die Verbindung eine Chelateinheit zur Chelatbildung mit einem Metall oder einem paramagnetischen Ion enthält.
  49. Kit gemäß Anspruch 48, ferner mindestens ein Metall umfassend.
  50. Kit gemäß Anspruch 49, wobei das Metall ein Radionuklid ist, das für die Radiotherapie oder für Darstellungsverfahren verwendbar ist.
  51. Verwendung von IRDye78 für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Patienten, welcher an einen mit PSMA-Überexpression verbundenen Krankheitszustand leidet, wobei IRDye78 die Formel
    Figure 00580001
    aufweist.
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