CH647410A5 - Biologisch wirksame peptide enthaltende arzneimittel. - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Arzneimittel wie sie in Patentanspruch 1 definiert sind.

Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass die Hypophysenhormone Corticotrophin (ACTH) und ß-Lipotropin (ß-LPH) abgeleitet sind von einem grossen gemeinsamen Vorstufen-Protein. Die angenommene Primärstruktur dieses Vorstufen-Moleküls enthält verschiedene Paare von basischen Amionsäureresten, die durch proteolytische Enzyme angegriffen werden können und verschiedene kleinere Peptide ergeben. Auf diese Weise können ACTH und ß-LPH und anschliessend unter anderem a-MSH, y-LPH, ß-MSH und ß-Endorphin gebildet werden. Ausserhalb der Sequenz des ACTH und ß-LPH ist in diesem Vorstufen-Molekül ein Fragment vorhanden mit einer Aminosäuresequenz, die sehr ähnlich ist derjenigen von a-MSH und ß-MSH. Im Hinblick auf diese strukturelle Verwandschaft wurde dieser Teil des Vorstufen-Moleküls y-MSH genannt.

Ling et al (Life Science 25,1773 (1979)) haben dieses hypothetische Hormone y-MSH synthetisiert sowie einige damit nahe verwandte Derivate. Es hat sich gezeigt, dass keines dieser Peptide eine nennenswerte MSH-Aktivität besitzt (verglichen mit a-MSH) und dass diese Peptide in vitro die Freisetzung anderer Hormone, wie luteinisierendem Hormon, Follikel stimmulierendem Hormon, Prolactin, Wachstumshormon und Schilddrüsen stimmulierendem Hormon, nicht anregen.

Im Hinblick auf seine enge strukturelle Ähnlichkeit mit ACTH/MSH-artigen Peptiden, von denen bekannt ist, dass sie auch bestimmte Hirnfunktionen beeinflussen, wurde y-MSH bei solchen Verhaltensuntersuchungen untersucht, bei denen sich mit ACTH/MSH verwandte Neuropeptide als wirksam erwiesen haben. Das neue Peptid und seine Derivate zeigten keine ähnlichen Wirkungen in diesen TestsySternen.

Überraschenderweise hat es sich nun jedoch gezeigt, dass y-MSH-Derivate der allgemeinen Formel I

RrL-Tyr-L-Val-L-Met-Gly-L-His-L-Phe-L-Arg-L-Trp-L-Asp-L-Arg-L-Phe-R2 (I)

in der Rj ein Wasserstoffatom oder eine niedere aliphatische Acylgruppe (mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen) und R2 die Gruppe -OH oder -Gly-OH bedeuten, sowie deren Salze, Ester und Amide zu Verhaltensveränderungen führen, die denjenigen, die sich z. B. mit a-MSH, ACTH (1-24) und ß-Endorphin ergeben, gerade entgegengesetzt sind.

Es ist bekannt, dass a-MSH-, ß-Endorphin- und ACTH-Fragmente wie ACTH (1-24), ACTH (1-10) und ACTH

(4-10), die Vermeidungsreaktion angreifen, wie in den so genannten «pole-jumping-tests» und «shuttle-box-tests» (Stan-gen-spring-Versuche und Pendelbox-Versuche) gezeigt werden kann. Diese Peptide verzögern deutlich das Auslöschen des Springverhaltens im pole-jumping-test, während im Gegensatz dazu y-Endorphin, bestimmte chemisch modifizierte ACTH-Fragmente sowie bekannte Opiatantagonisten wie Naloxon und Naltrexon eine entgegengesetzte Wirkung hervorrufen, nämlich die Auslöschung der Vermeidungsreaktion beim pole-jumping-test erleichtern. Die Peptide der Formel I erleichtern das Auslöschen der Vermeidungsreaktion ebenfalls.

Ein anderes Vermeidungsverhalten, das durch ACTH (1-24) beeinflusst wird, ist das Erlernen der Vermeidungsreaktion beim shuttle-box-test. Bei diesem Testverfahren wurde beobachtet, dass die subkutane Injektion eines Peptids der Formel I Geschwindigkeit, mit der Ratten die Vermeidungsreaktion erlernen, deutlich herabsetzt. In dieser Beziehung laufen die mit den erfindungsgemässen Peptiden erhaltenen Testergebnisse den mit dem Opiatantagonisten Naloxon erhaltenen parallel.

Es ist ferner bekannt, dass ACTH (1-24) und einige verwandte Peptide eine übermässige Pflegereaktion (grooming response) bei Ratten hervorrufen, wenn sie intracerebroven-triculär (icv) injiziert werden. a-MSH, ß-MSH und ACTH (1-24) sind ungefähr gleich wirksam in dieser Beziehung, während die Peptide der Formel I im wesentlichen inaktiv sind. Nach subkutaner Behandlung mit einem Peptid der Formel I war die durch ACTH (1-24) induzierte übermässige Pflege deutlich vermindert. Da angenommen wird, dass dieses Pflegeverhalten durch ein opiatempfindliches System vermittelt wird, könnten die Peptide der Formel I ihre Unterdrückungswirkung auch ausüben durch Störung eines opiatempfindlichen Systems.

Die durch ß-Endorphin induzierte Hypothermie nach Vi und 1 Stunde nach der Injektion wurde verringert bei Ratten, die vorher icv ein Peptid der Formel I erhalten hatten, nämlich 50 |ig y-MSH.

Diese ß-Endorphin-Antagonismus-Wirkung konnte ferner gezeigt werden an einer Untersuchung nach Langzeitbehandlung (chronic treatment) mit ß-Endorphin und y-MSH.

Neben der Entwicklung von Toleranz und physischer Abhängigkeit ist die hervorstechendste Wirkung von ß-Endorphin in diesem Zusammenhang das Drogensuchver-halten (drug-seeking behavior), das zuverlässig untersucht werden kann durch Selbstverabreichungsversuche.

ß-Endorphin führt, wie viele Narkotika bzw. Rauschmittel wie Heroin, zu einem Selbstverabreichungsverhalten bei Ratten. Obwohl y-MSH nicht unmittelbar dieses Selbstverabreichungsverhalten stört, konnte am 5. Tag des Versuchs eine Dosis abhängige Unterdrückung dieses Verhaltens nachgewiesen werden.

Die oben angegebenen Versuchsergebnisse von Tierversuchen legen nahe, dass die Peptide der Formel I als ß-Endorphin-Antagonisten wirksam sind, was bedeutet, dass sie der Wirkung des bekannten endogenen Neuropeptids ß-Endorphin entgegenwirken.

Ausserdem sind die Peptide wirksam indem sie die Wirkungen solcher Enkephaline und Endorphine antagonisieren und ihnen entgegenwirken, die auf die Opiatrezeptoren im Hirn einwirken, so dass sie die Wirkung opiatartiger endogener Peptide antagonisieren können. In diesem Zusammenhang besitzen die Peptide eine pharmakologische Wirkung, die an diejenige der klassischen Narkotika-Antagonisten wie Naloxon oder Naltrexon in vieler Beziehung erinnert; das bedeutet, dass sie z.B. zur Antagonisierung von narkotischen Analgetika und besonders zu einer Umkehr der durch

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Narkotika induzierten respiratorischen Depression angewandt werden können.

Im Hinblick auf die Ergebnisse bei den Vermeidungstests können die Peptide der Formel I, die auf eigene Rezeptoren oder über ACTH-Rezeptoren im Hirn wirken, darüberhinaus eine psychopharmakologische Aktivität, besonders eine ZNS dämpfende Aktivität, zeigen.

Die Peptide können zu üblichen flüssigen oder festen pharmazeutischen Zubereitungen verarbeitet werden z.B. zu Tabletten zur sublingualen oder oralen Verabreichung, zur Suppositorien zur rektalen Verabreichung oder Lösungen, Emulsionen oder Suspensionen zur oralen Verabreichung jedoch vorzugsweise zur intranasalen Verabreichung und/oder Injektion. Die üblichen Excipientien, Verdünnungsmittel und andere Hilfsmittel und Zusätze können für diesen Zweck angewandt werden.

Die Peptide werden vorzugsweise parenteral in einer täglichen Dosis von 0,5 ng bis 0,5 mg/kg Körpergewicht verabreicht. Bei der intranasalen Verabreichung liegt die bevorzugte tägliche Dosis bei 10 |ig bis 50 mg/kg Körpergewicht, während die sublinguale Dosis ungefähr das lOfache der parenteralen Dosis beträgt.

Aussergewöhnlich wertvolle Mittel werden erhalten, wenn die Peptide in eine Form gebracht werden, in der sie eine längerer Aktivität besitzen, z. B. durch Einbau der Peptide in Gelatine oder durch Umwandlung der Peptide in Pep-tid-Metall-Komplexe. Diese Metallkomplexe können auf übliche Weise erhalten werden indem man das betreffende. Peptid mit einem schwerlöslichen Metallsalz, Metallhydroxid oder Metalloxid zusammenbringt. In diesem Zusammenhang ist das bevorzugte Metall Zink.

Die bei der Definition von Ri bei der Formel I angegebene niedere aliphatische Acylgruppe ist vorzugsweise eine Acetylgruppe, kann jedoch unteranderem auch eine Pro-pionyl-, Butyryl- oder 2-Methyl-propionylgruppe sein.

Unter Salzen der Peptide der Formel I sind vorzugsweise die pharmakologisch verträglichen Säureadditionssalze zu verstehen, Alkalimetallsalze der Peptide I fallen jedoch ebenfalls unter die Erfindung.

Die Säureadditionssalze werden erhalten durch Umsetzung der Peptide mit einer geeigneten organischen oder anorganischen Säure wie HCl, H3P04, Essigsäure, Maleinsäure, Weinsäure oder Zitronensäure.

Unter Amiden der Peptide der Formel I sind solche Peptide der Formel I zu verstehen, bei denen die endständige Hydroxylgruppe des Säurerestes ersetzt ist durch eine Amino- oder eine Mono- oder Dialkyl- (1-4 C) substituierte Aminogruppe.

Ester der Peptide sind abgeleitet von aliphatischen oder araliphatischen Alkoholen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere den niederen (1-6 C) aliphatischen Alkoholen wie Methanol, Äthanol oder Butanol.

Die Herstellung der Peptide der Formel I kann durchgeführt werden nach Ling et al, Life Science Bd. 25, S. 1773-1780 (1979).

In den folgenden Versuchen wird der Ausdruck y-MSH angewandt für Peptide der Formel I, bei denen Rx = H und R2 = Gly-OH ist.

S.E.M. bedeutet in den Beispielen die mittlere Standardabweichung.

Beispiel 1

Auslöschung des aktiven erworbenen Vermeidungs-Verhaltens

Männliche Wistar Ratten mit einem Gewicht von 120 bis 140 g wurden an 4 aufeinander folgenden Tagen trainiert, um die Vermeidungsreaktion beim pole-jumping-test zu erlernen. Jeden Tag wurden die Ratten 10 min trainiert, wobei

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10 Einzelversuche durchgeführt wurden. Am 5. Tag wurden 3 Auslöschuntersuchungen durchgeführt mit jeweils einem Abstand von 2 h. Unmittelbar nach der ersten Auslöschuntersuchung wurden den Ratten subkutan 3 jxg y-MSH oder Placebo (0,5 ml Salzlösung) injiziert.

Mittelwert (+ SEM) der konditionierten Vermeidung während der Auslöschung

0 2 4h nach der

Injektion

Placebo 9,0+0,4 8,2 + 0,9 6,8 + 0,5

y-MSH 8,3 + 0,4 4,5+1,3 2,3+1,6

Passives Vermeidungsverhalten Die Tiere wurden in einer Durchlaufsituation untersucht, bei der ein einmaliger Lernvorgang angewandt wurde, bei dem sie einen nicht entrinnbaren Schock erhielten. Die Latenz der Ratten während des 24stündigen Versuchs wieder in die dunkle Kammer zu gehen, diente als Verhaltensreaktion. Den Ratten wurden subkutan 1,5 (ig y-MSH oder Placebo (0,5 ml Salzlösung) 1 h vor dem Versuch injiziert

Mittlere Vermeidungslatenz (s)

Salzlösung 112,5

y-MSH 24,5

Erlernung des Vermeidungsverhaltens beim shuttle-box-test Ratten wurden in 30 Einzelversuchen innerhalb einer einzigen Versuchsfolge trainiert, eine konditionierte Vermeidungsreaktion im shuttle-box-test zu erlernen. Der konditionierte Stimulus (Summton) wurde gefolgt von einem nichtkonditionierten Stimulus (Elektroschock im Fuss 0,15 mA) mit einer Verzögerung von 3 s. Der mittlere Zeitraum zwischen den Einzelversuchen betrug 60 s. Die Tiere wurden subkutan mit 2,0 (ig y-MSH, 0,5 ml Placebo oder 80 |ig Naloxon, 60 min (y-MSH) oder 10 min (Naloxon) vor Beginn des Versuchs behandelt.

Mittlere (+ SEM) konditionierte Vermeidungsreaktionen

Placebo 16,8 + 0,9

y-MSH 6,5+1,2

Placebo 19,7+1,3

Naloxon 10,8 + 2,6

Beispiel 2

Einfluss von y-MSH auf das übermässige Pflegeverhalten hervorgerufen durch ACTH^

Behandlung Bewertung des Pflegeverhaltens

(Mittel + SEM)

s.c. i.c.v.

Placebo ACTH]24 166+10

.y-MSH ACTH,_24 99+15

Placebo Placebo 22 + 6

Männliche Wistar Ratten mit einem Gewicht von 140 bis 160 g, denen ungefähr 1 Woche vor den Versuchen eine Polyäthylenkanüle in eine seitliche Hirnkammer eingesetzt worden war, wurden subkutan mit 100 ng y-MSH oder Placebo (0,5 ml Salzlösung) und nach 15 min icv mit 0,3 \ig ACTH,_24 oder Placebo (3 ni Salzlösung) behandelt.

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Unmittelbar darauf wurden die Ratten einzeln in Glaskäfige untergebracht und 15 min später die Verhaltensuntersuchungen begonnen. Während 50 min bestimmte der Beobachter alle 50 s ob die Ratte sich putzt. Bei diesem Verfahr ren erhielt man maximal 200 positive Putzwerte.

Beispiel 3

Einfluss von y-MSH auf ß-Endorphininduzierte Temperaturänderungen (Fig. 1).

Vor und zu verschiedenen Zeitpunkten nach der icv-Injektion wurde die (Kern-) Temperatur von männlichen Wistar Ratten mit einem Gewicht von 150 bis 170 g mit einer Thermistorsonde gemessen, die ungefähr 6 cm in das Rektum der Ratte eingeführt wurde, und mit einer Genauigkeit von 0,1 °C bestimmt. Gruppen von Tieren wurden entweder mit 20 ng ß-Endorphin oder 20 ng ß-Endorphin + 50 ng T MSH behandelt. Ratten, denen Placebo oder 50 ng y-MSH injiziert worden war, dienten als Kontrolle. Die Temperaturänderungen wurden bei jedem Versuch korrigiert durch den Mittelwert der bei Vergleichen erhalten wurde. Die Daten sind als mittlere Temperaturänderung (°C) + SEM gegen die Zeit nach der Behandlung in Fig. 1 aufgetragen. Der punktierte Bereich stellt die mittlere Abweichung für Ratten dar, denen Placebo injiziert worden war. In der Figur bedeutet das Symbol "O" die Ergebnisse für ß-Endorphin und das Symbol für das Gemisch ß-Endorphin und y-MSH.

Beispiel 4

Der Einfluss von y-MSH auf das Verhalten von männlichen Wistar Ratten mit einem Gewicht von 200 bis 220 g, sich Heroin selbst intravenös zu verabreichen ist in Fig. 2 angegeben.

Den Tieren wurde es ermöglicht, sich Heroin (0,3 mg pro Injektion) selbst intravenös zu verabreichen und zwar entsprechend einem kontinuierlichen Bekräftigungsplan bei einem 5 Tage dauernden Versuch, 6 h pro Tag.

1 h vor jeder täglichen Versuchsfolge wurde den Tieren subkutan 5 ng (x-x) y-MSH oder 50 ng (■-■) y-MSH oder Placebo (0,5 ml Salzlösung, #-•) injiziert. Die mittlere Anzahl der Selbstinjektionen (+ ESM) am 2. und 5. Versuchstag ist in der Fig. 2 angegeben.

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Claims (2)

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1. Arzneimittel enthaltend ein Peptid der Formel

Rj-L-Tyr-L-Val-L-Met-Gly-L-His-L-Phe-L-Arg-L-Trp-L-Asp-L-Arg-L-Phe-R2 (I)

in der Rt ein Wasserstoffatom oder eine niedere aliphatische Acylgruppe (1-6 C) und R2 eine Hydroxygruppe oder die Gruppe -Gly-OH bedeutet, oder ein Salz, einen Ester oder ein Amid davon, im Gemisch mit pharmakologisch verträglichen Verdünnungsmitteln und/oder Trägern.

2. Arzneimittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Peptid der Formel I, in der R! ein Wasserstoffatom und R2 die Gruppe -Gly-OH bedeutet, oder ein Salz, einen Ester oder ein Amid davon enthält.