DE102004019413A1

DE102004019413A1 - Hemmung der Proteinkinase C epsilon zur Behandlung von Krankheiten

Info

Publication number: DE102004019413A1
Application number: DE102004019413A
Authority: DE
Inventors: Sinan Dr.rer.nat. Güler
Original assignee: Phenos GmbH
Current assignee: Phenos GmbH
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2005-11-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Agenzien und/oder pharmazeutischen Zusammensetzungen, die die Expression und/oder Aktivität der PKC-epsilon vermindern oder hemmen, zur Behandlung und/oder Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Gefäß-Erkrankungen, Nierenerkrankungen, diabetischen Spätschäden, kardiovaskulären Komplikationen, ischämischen Erkrankungen, neurologischen Erkrankungen sowie zur Behandlung von akuter und/oder chronischer Abstoßung nach Organtransplantation und/oder chronischem Transplantatversagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Agenzien, die die Expression und/oder Aktivität der Proteinkinase C-epsilon (PKC-epsilon bzw. PKC ε) vermindern oder hemmen, zur Behandlung und/oder Prävention von koronarer Herzerkrankung, Herzinfarkt, cerebralen Durchblutungsstörungen und/oder Schlaganfall, akutem Nierenversagen, peripherer Verschlusskrankheit, Nierenerkrankungen, diabetischen Spätschäden und/oder kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Diabetes mellitus und/oder Hypertonus und/oder Hypercholesterinämie und/oder Niereninsuffizienz und Krankheiten, die durch einen dauernden oder vorübergehenden Sauerstoffmangel bedingt sind, dazu gehören Herzinfarkt, Schlaganfall, akutes Nierenversagen und zur Behandlung von akuter und/oder chronischer Abstoßung nach Organtransplantation und/oder der chronischen Transplantatdysfunktion.

Die Herz-Kreislauferkrankungen, zu denen auch die koronare Herzerkrankung zählt, führen mit über 340.000 Todesfällen pro Jahr allein in Deutschland die Todesstatistik an. Die wichtigsten Risikofaktoren, die zu kardiovaskulären Komplikationen in Form von Atherosklerose, Herzinfarkt, Schlaganfall und peripherer arterieller Verschlußkrankheit führen sind Bluthochdruck, Hypercholesterinämie, Diabetes mellitus, Adipositas und Nikotinabusus. Die auftretenden Gefäßveränderungen führen häufig zu einer Sauerstoffmangelversorgung der betreffenden abhängigen Organe, dies kann dann bei totalem Gefäßverschluß zu einem Organinfarkt führen. Oder es kann bei chronischer Sauerstoffunterversorgung zur Aktivierung von Signalwegen kommen, die eine Bindegewebsvermehrung verursachen und so einen Funktionsverlust des Organs begünstigen. Die entsprechenden Spätschäden können dann Herzinsuffizienz und Kardiomyopathie mit oder ohne Herzrhythmusstörungen, Niereninsuffizienz mit Glomerulosklerose, Bluthochdruck und Proteinurie, Retinopathie, Neuropathie, chronische Transplantatdysfunktion und auch chronische cerebrale Durchblutungsstörungen mit neurologischen Ausfällen sein. Die neurologischen Ausfälle können bleibender Natur sein, oder aber bei nur vorübergehenden Durchblutungsstörungen mit neurologischen Ausfällen in Form von Lähmungen, Sehverlust, Sprachstörungen, Empfindungsstörungen von bis zu 24 Stunden Dauer im Rahmen einer transitorischen ischämischen Attacke (TIA) oder aber bei Symptompersistenz über 24 Stunden bis zu drei Wochen ohne Strukturdefekte des Gehirns im Rahmen eines prolongierten ischämischen neurologischen Defizites (PRIND) auftreten.

Insbesondere bei der Organtransplantation spielt Sauerstoffmangel eine erhebliche Rolle. Je länger die Ischämiezeit eines Spenderorgans ist, um so schlechter ist das Langzeit-Transplantatüberleben. Der Schädigung liegt zum einen der Sauerstoffmangel zugrunde, dazu kommt jedoch auch ein Schaden, der durch die Wiederaufwärmung des Organs und der Wieder-Durchblutung nach Transplantation bedingt ist, dabei handelt es sich um einen Ischämie-Reperfusionsschaden (IR-Schaden). Durch die Ischämie-Reperfusion werden Signalmoleküle aktiviert, die zum programmierten Zelltod, der sogenannten Apoptose, führen. Die beteiligten Stoffwechselwege sind die MAP Kinase-Aktivierung (Mitogen activated protein kinase) mit den beteiligten Signalmolekülen ERK 1/2, JNK, p38 und die TNF-alpha abhängige Apoptose, die über die Aktivierung von Todesrezeptoren, den sogenannten Caspasen, schließlich zum Zelluntergang führt. Durch den IR-Schaden werden darüber hinaus aber auch redoxsensitive Transkriptionsfaktoren wie Nuclear Faktor B (NFκB), Activator Protein-1 (AP-1), Hypoxia inducible Factor-1α (HIF-1α und/oder HIF-2α und/oder Nuclear respiratory Factor (Nrf2) aktiviert. Diese bewirken eine Hochregulation von Adhäsionsmolekülen in dem betroffenen Organ, was zu einer vermehrten Einwanderung von Entzündungszellen führt, dazu gehören weiße Blutkörperchen: Leukozyten, neutrophile, eosinophile, basophile Granulozyten, Monozyten, Lymphozyten und/oder Makrophagen. Diese eingewanderten Zellen unterhalten eine Entzündung und im Falle einer Organtransplantation triggern diese auch Abstoßungsreaktionen. Die Folge von wiederholten Abstoßungsreaktionen ist die chronische Vermehrung von Bindegewebe, was zu einer Funktionseinschränkung und schließlich zu einem Funktionsverlust des entsprechenden Organs führt. Im Falle eines Nierentransplantates sind die Folgen eines zunehmenden Funktionsverlustes eine zunehmenden Proteinurie, eine zunehmende renale Hypertonie, eine verminderten Fähigkeit die Blutbildung zu stimulieren (da die renale Erythropoetin-Produktion gestört ist), eine Störung des Knochenstoffwechsels bei verminderter renaler Aktivierung von Vitamin D (dies führt zu einer renalen Osteopathie im Rahmen eines sekundären Hyperparathyreoidismus) und eine zunehmende metabolische Azidose.

Die Hemmung der PKC-epsilon Aktivierung stellt eine wichtige neue therapeutische Strategie dar, Krankheitsbilder zu beeinflussen, deren Pathophysiologie auf der Ausbildung eines Ischämie Reperfusionsschadens (IR-Schaden) beruht, der auf eine vorübergehenden oder dauernden Sauerstoffunterversorgung zurückzuführen ist. Der vorliegenden Erfindung liegt das medizinische Problem zugrunde, dass bisher keine Substanz entwickelt werden konnte, die selektiv die molekularen Mechanismen hemmt, die zum IR-Schaden mit nachfolgender Schädigung des betroffenen Organs mit Folgen wie akutem Zelluntergang (Apoptose) und spätererem Gewebeumbau, die zu einem schleichenden Funktionsverlust führt. Bei den hier relevanten molekularen Mechanismen handelt es sich um den programmierten Zelltod, auch als Apoptose bezeichnet, der durch die Aktivierung von Todesrezeptoren (death receptors) und Caspasen eingeleitet wird und zum Zelluntergang führt. Außerdem wird die Freisetzung von Entzündungsmediatoren, die zu einer Aktivierung und Einwanderung von Entzündungszellen (B-und T-Lymphozyten, Leukozyten, Monozyten und Makrophagen) führt gehemmt.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass die Hemmung von PKC-epsilon vor dem akuten Nierenversagen nach Sauerstoffmangel schützt. Dies war durch eine weitestgehende Hemmung der Hypoxie-induzierten Apoptose bedingt. Die durch PKC-epsilon bedingte Hemmung der Apoptose war auf die Beeinflussung des MAP Kinase Signalweges zurückzuführen. Durch PKC-epsilon Inhibiton wurde JNK vermindert aktiviert und phosphoryliert und in der Folge wurde auch TNF-alpha vermindert hochreguliert. TNF-alpha ist einer der wichtigsten Faktoren zur Induktion einer Hypoxie bedingten Apoptose.

Erfindungsgemäß hemmt PKC-epsilon Defizienz somit nicht nur die MAP Kinase Aktivierung, sondern auch die TNF-alpha Aktivierung nach Sauerstoffmangel.

Erfindungsgemäß führt die PKC-epsilon Inhibition auch zu einer Verzögerung der Transplantabstoßung nach allogener und isogener Nierentransplantation. Dies ist auf eine Hemmung der TNF-alpha Aktivierung zurückzuführen. Der erste Teilschaden bei der Nierentransplantation ist der IR-Schaden der durch PKC-epsilon Defizienz vermindert ist, der zweite Schaden ist auf die Infiltration entzündlicher Zellen zurückzuführen. TNF-alpha führt normalerweise zu einer Aktivierung und Proliferation von B- und T-Lymphozyten, die in das transplantierte Organ einwandern und eine Abstoßungsreaktion hervorrufen. Ausserdem fördert TNF-alpha die Einwanderung von neutrophilen Granulozyten, sowie Monozyten und Makrophagen. Durch PKC-epsilon Defizienz im Transplantat ist die Einwanderung dieser Entzündungszellen drastisch reduziert bzw. gehemmt, weil das Schlüsselmolekül für diesen Mechanismus, TNF-alpha, durch die Hemmung von PKC-epsilon deutlich weniger hochreguliert ist.

Erfindungsgemäß führt PKC-epsilon Hemmung darüber hinaus zu einer verminderten Aktivierung von redoxsensitiven Transkriptionsfaktoren, zu denen Nuclear Faktor B (NFκB) und Activator Protein (AP-1) gehören. Durch die verminderte Aktivierung dieser Proteine ist die Hochregulation von Adhäsionsmolekülen wie ICAM-1 (intrazelluläres Zelladhäsionsmolekül) und PSGL-1 (P-Selektin Glykoproteinligand) gehemmt, so dass die Einwanderung von Entzündungszellen vermindert ist und es weniger zur Abstossung des transplantierten Organs kommt.

Erfindungsgemäß konnte festgestellt werden, dass der positive Effekt der PKC-epsilon Hemmung in der Niere bei den Krankheitsbildern akutes Nierenversagen bei Sauerstoffunterversorgung, Nierentransplantatabstossung und chronische Transpantatdysfunktion mit schleichendem Funktionsverlust des Transplantates auch auf Erkrankungen andere Organe, denen die gleichen molekularen Pathomechanismen zugrunde liegen, übertragbar sind. Diese Erkrankungen sollen erfindungsgemäß mit Agenzien behandelt werden, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon vermindern oder hemmen.

Zu den Organen, die von Sauerstoffmangel betroffen sein können und mit Agenzien behandelt werden sollen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon vermindern oder hemmen, gehören Gehirn, Nerven, Niere, Leber, Lunge, Herz, Milz, Haut, Darm und Extremitäten.

Zu den transplantierten Organen, deren Funktion verbessert werden kann durch die Anwendung eines PKC-epsilon Inhibitors gehören: Herz, Lunge, Leber, Pankreas, Inselzellen, Knochenmark, Stamm- und Vorläuferzellen, Niere, Haut, Darm, Extremitäten. Diese Organe sollten mit Agenzien behandelt werden, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon vermindern oder hemmen Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass die PKC-epsilon Inhibition auch zu einer Abschwächung von Entzündungsreaktionen führt, somit ist die Anwendbarkeit auch für Entzündungen der Haut, der Lunge, der Leber, des Darmes, des Gehirns, des Rückenmarkes, der Nerven, der Niere gegeben. Entzündungsreaktionen, die die Haut betreffen sind Psoriasis, atopische Dermatitis, atopisches Ekzem und Neurodermitis. Entzündungsreaktionen, die die Lunge betreffen und durch PKC-epsilon Inhibition günstig beeinflusst werden könnten, sind Bronchitis, Alveolitis, Pneumonitis, Asthma bronchiale und chronisch obstruktive Lungenerkrankung. Entzündungsreaktionen, die den Gastrointestinaltrakt betreffen und durch PKC-epsilon Inhibition günstig beeinflussbar sind, sind die verschiedenen Formen der Hepatitis, M. Crohn und Colitis ulcerosa. Neurologische entzündliche Erkrankungen, die mit PKC-epsilon Inhibition behandelbar wären, sind: Multiple Sklerose, Meningitis, Neuritis, Radikulitis, demyelinisierende Erkrankungen, Trigeminus-Neuralgie, Rückenmarksverletzungen und/oder Polyneuropathien. Bei den entzündlichen Erkrankungen der Niere handelt es sich um interstitielle Nephritis und verschiedene Formen der Glomerulonephritis. Auch bei den oben erwähnten entzündlichen Erkrankungen sollen erfindungsgemäß Agenzien zur Therapie verwendet werden, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon vermindern oder hemmen.

Im Stand der derzeitigen Technik wurde bisher angenommen, dass die Hochregulierung und/oder Aktivierung von PKC-epsilon antiapoptotische Eigenschaften hat. Überraschenderweise konnten wir jedoch feststellen, dass das Fehlen von PKC-epsilon in den Nieren von PKC-epsilon knock out Tieren vor dem akuten Nierenversagen und der allogenen Transplantatabstossung schützt. Weiterhin konnten wir feststellen, dass dieser Schutz auf die Hemmung der durch Sauerstoffmangel bedingten Apoptose zurückzuführen war. Der scheinbare Widerspruch zu den bisher bekannten Befunden lässt sich dadurch erklären, dass bisher noch nie die von uns analysierten Erkrankungen an PKC-epsilon knock out Tieren untersucht wurden. In unterschiedlichen Zelltypen und unterschiedlichen Organsystemen können die PKC-Isoformen, wie auch PKC-epsilon durchaus unterschiedliche Funktionen ausüben. Auf unseren Untersuchungen zu den Folgen einer PKC-epsilon Defizienz in PKC-epsilon knock out Mäusen bei Nierenerkrankungen wie das akute Nierenversagen und die allogene Nierentransplantatabstoßung basiert die Erfindung des Einsatzes von Agenzien, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon vermindern oder hemmen bei den weiter oben genannten Erkrankungen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, zur Behandlung und/oder Prävention von Gefäß-Krankheiten, Herz-Kreislauf-Krankheiten, mit Proteinurie assoziierten Nierenerkrankungen, diabetischen Spätschäden und/oder kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Diabetes mellitus, kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Hypotonie und/oder kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Hypercholesterinämie, Agenzien zu verwenden, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon vermindern oder hemmen.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter „Krankheiten" oder „Erkrankungen" Störungen der Lebensvorgänge in Organen oder im gesamten Organismus mit der Folge von subjektiv empfundenen beziehungsweise objektiv feststellbaren körperlichen, seelischen beziehungsweise geistigen Veränderungen verstanden. Unter „Komplikationen" oder „Spätschäden" werden Folgeerkrankungen oder Sekundärkrankheiten verstanden, das heißt eine zu einem primären Krankheitsbild hinzutretende zweite Erkrankung.

Unter „Gefäß-Krankheiten" oder „Gefäß-Erkrankungen" werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere Krankheiten der Arterien verstanden, die zu funktionellen oder organischen Durchblutungsstörungen führen. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Gefäß-Krankheit eine periphere arterielle Verschlusskrankheit. Unter einer „arteriellen Verschlusskrankheit" wird eine Erkrankung verstanden, die durch stenosierende beziehungsweise obliterierende Veränderungen an den Arterien verursacht wird und zu Durchblutungsstörungen mit Ischämie in versorgungsabhängigen Geweben oder Organen führt. Bei Diabetes mellitus kommt es insbesondere zu chronischen Verschlusskrankheiten, die unter anderem durch obliterierende Arteriosklerose, auch Angiopathien und Angioneuropathien, verursacht werden.

Unter „Herz-Kreislaufkrankheiten" werden Krankheiten und Störungen verstanden, die die Funktion von Herz und Kreislauf wie z.B. den Füllungszustand und Tonus des Kreislaufsystems, die Auswurfleistung des Herzens, die neuralen und humoralen Kopplungsmechanismen zwischen Herz und Kreislauf betreffen. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Herz-Kreislauf-Erkrankungen um koronare Herzerkrankung, Herzinfarkt und Schlaganfall.

Unter „Proteinkinase C" oder „PKC" wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Proteinfamilie verstanden, die bei der Signalübertragung eine wichtige Rolle spielt, wobei die PKC-Proteine durch Phosphorylierung und/oder Translokation von Substraten, wie Enzymen, Transkriptionsfaktoren und/oder Cytoskelett-Proteinen intrazellulär regulatorische Funktionen ausüben. Die Aktivierung der PKC-Proteine führt beispielsweise zu einer Aktivierung weiterer Proteinkinasen einschließlich der Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK), die Substrate der PKC-Proteine sind. Proteinkinase C-Proteine sind die Haupt-Phorbolester-Rezeptoren. Die Proteinkinase C-Proteinfamilie umfasst mindestens zwölf Isoformen in Säugerzellen, die in drei unterschiedliche Subfamilien entsprechend ihrer Aktivierbarkeit durch Calcium und/oder Phorbolester unterteilt werden. Die bezüglich dieser Erfindung relevante PKC Isoform PKC-epsilon gehört zu der Klasse der neuen PKC Isoformen, die durch Phorbolester, nicht aber durch Calcium-Ionen aktiviert werden können. Die PKC-Isoformen unterscheiden sich sowohl in ihren Aminosäuresequenzen als auch in den die Aminosäuresequenzen codierenden Nucleinsäuresequenzen. Die PKC-Proteine haben alle eine regulatorische und einen katalytische Domäne, die sich bezüglich der Verteilung von konservierten und variablen Bereichen unterscheiden. Die gewebespezifischen, zellulären und subzellulären Expressionsmuster der einzelnen PKC Isoformen sowie die Mechanismen ihrer Aktivierung und ihre Substratspezifität unterscheiden sich.

Die Mehrzahl der Proteinkinase C-Isoformen ist vor Aktivierung nicht membrangebunden und ist im Cytoplasma diffus verteilt. Die Aktivierung der Aktivität jeder Isoform durch Behandlung der Zellen mit der Phorbol-Verbindung 12-O-Tetradecanoylphorbol-l3-acetat führt zu Isoenzym-spezifischen Veränderungen der Zellmorphologie sowie zu einer schnellen selektiven Umverteilung der verschiedenen PKC-Isoenzyme in verschiedene subzelluläre Strukturen. Die Substratspezifität der PKC-Isoformen wird zumindest teilweise durch die subzelluläre Verteilung der aktivierten Proteinkinase C-Isoenzyme vermittelt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter „Agenzien, die die Expression der PKC-epsilon vermindern oder hemmen" solche Mittel verstanden, die sowohl unter in vitro-Bedingungen als auch unter in vivo-Bedingungen die Synthese eines funktionsfähigen PKC-epsilon-Proteins vollständig verhindern oder zumindest reduzieren. Dabei kann die Transkription der die PKC-epsilon-codierenden DNA-Sequenz und/oder postranslationale Modifikationen des Polypeptids gehemmt oder vermindert werden. Zu diesen Substanzen gehören z.B. Antisense-Nucleotide und Decoy-Oligonucleotide. Die Verwendung von Agenzien, die die Expression von PKC-epsilon vermindern oder hemmen, kann also dazu führen, dass entweder überhaupt kein funktionsfähiges und/oder aktivierbares PKC-epsilon-Protein hergestellt wird oder aber die Menge des erzeugten funktionsfähigen und/oder aktivierbaren PKC-epsilon-Proteins vermindert ist. Die Verwendung von Agenzien, die die Expression der PKC-epsilon vermindern oder hemmen, kann aber auch dazu führen, dass ein nicht-funktionsfähiges und/oder nicht-aktivierbares oder ein nur teilweise funktionsfähiges PKC-epsilon-Protein erzeugt wird.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter „Agenzien, die die Aktivität der PKC-epsilon vermindern oder hemmen" solche Mittel verstanden, die sowohl unter in vitro-Bedingungen als auch unter in vivo-Bedingungen die biologische Aktivität des funktionsfähigen PKC-epsilon Proteins vollständig oder teilweise eliminieren können. Die vollständige oder teilweise Inaktivierung des PKC-epsilon Proteins kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das verwendete Agens direkt oder indirekt mit dem PKC-epsilon Protein in Wechselwirkung tritt. Dies kann z.B. durch kovalente oder nicht-kovalente Bindung an PKC-epsilon erfolgen. Dabei kann es sich um eine chemische Substanzm, um einen Antikörper, um ein Peptid oder ein Polypeptid handeln.

Durch die Wechselwirkung zwischen Agens und PKC-epsilon Protein kann es zu chemischen Veränderungen der Proteinkinase kommen, die zu einem Verlust der biologischen Aktivität führt. Die Wechselwirkung kann beispielsweise auch zu einem spezifischen Abbau der PKC-epsilon führen. Agenzien, die die Aktivität der PKC-epsilon vermindern oder hemmen, können aber auch solche sein, die spezifische Substrate, Zielstrukturen oder Zielmoleküle der PKC-epsilon so modifizieren oder eliminieren oder daran binden, dass auf diese Weise die biologische Aktivität der PKC-epsilon reduziert oder ganz unterbunden wird. Agenzien, die die Aktivität der PKC-epsilon vermindern oder hemmen, können auch solche sein, die die Translokation der PKC-epsilon nach Aktivierung, beispielsweise durch Phorbol-Behandlung, in subzelluläre Strukturen der Zelle oder an die Zellmembran, verhindern, so dass PKC-epsilon nicht mit seinen spezifischen Substraten, Zielstrukturen oder Zielmolekülen in Wechselwirkung treten kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verwendung eines Inhibitors zur Hemmung oder Verminderung der Aktivität der PKC-epsilon vorgesehen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem „Inhibitor" ein Stoff verstanden, der die biologische Aktivität von PKC-epsilon kompetitiv hemmt, die Raumstruktur von PKC-epsilon allosterisch verändert oder PKC-epsilon durch Substrathemmung inhibiert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der anmeldungsgemäß zur Hemmung von PKC-epsilon eingesetzte Inhibitor den Phosphorylierungsstatus von PKC-epsilon ändert und dadurch die Aktivität von PKC-epsilon hemmt oder zumindest vermindert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Antagonist zur Hemmung der PKC-epsilon-Aktivität ein Derivat der PKC-epsilon eingesetzt, das zwar an die Substrate von PKC-epsilon binden kann, nach Bindung daran allerdings nicht die gleiche biologische Wirkung wie das native PKC-epsilon entfalten kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Antagonist zur Hemmung der PKC-epsilon-Aktivität ein Analog der PKC-epsilon eingesetzt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter „Analoga" von Proteinkinase C Verbindungen verstanden, die keine mit der PKC-epsilon identische Aminosäuresequenz aufweisen, deren dreidimensionale Struktur jedoch der Struktur von PKC-epsilon stark ähnelt. Die erfindungsgemäß eingesetzten Analoga von PKC-epsilon weisen vorzugsweise ähnliche Substratspezifitäts-Eigenschaften wie die PKC-epsilon auf, das heißt können an die PKC-epsilon -spezifischen Substrate binden, besitzen vorzugsweise jedoch nicht die katalytischen Eigenschaften von PKC-epsilon. Bei den erfindungsgemäß eingesetzten PKC-epsilon Analoga kann es sich daher beispielsweise um Verbindungen handeln, die die für die Bindung von PKC-epsilon an PKC-epsilon-Substrate verantwortlichen Aminosäurereste in geeigneter Konformation enthalten und die daher die essentiellen Eigenschaften des Bindungsbereiches der PKC-epsilon nachahmen können, ohne jedoch die gleichen katalytischen Eigenschaften wie die PKC-epsilon zu besitzen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung von Agenzien, die spezifisch die Expression und/oder Aktivität der PKC-epsilon vermindern oder hemmen, zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer „pharmazeutischen Zusammensetzung" oder einem „Arzneimittel" ein zu diagnostischen, therapeutischen und/oder prophylaktischen Zwecken verwendetes, also ein die Gesundheit eines menschlichen oder tierischen Körpers förderndes oder wiederherstellendes Gemisch verstanden, das mindestens einen natürlichen und/oder synthetisch hergestellten Wirkstoff umfasst, der die therapeutische Wirkung hervorruft. Die pharmazeutische Zusammensetzung kann sowohl ein festes als auch ein flüssiges Gemisch sein. Beispielsweise kann eine den Wirkstoff umfassende pharmazeutische Zusammensetzung einen oder mehrere pharmazeutisch verträgliche Komponenten enthalten. Darüber hinaus kann die pharmazeutische Zusammensetzung üblicherweise auf dem Fachgebiet verwendete Zusatzstoffe, beispielsweise Stabilisatoren, Fertigungsmittel, Trennmittel, Emulgatoren oder andere üblicherweise zur Herstellung pharmazeutischer Zusammensetzung verwendete Stoffe umfassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die pharmazeutische Zusammensetzung zur parenteralen, insbesondere intravenösen, intramuskulären, intrakutanen oder subkutanen Verabreichung verwendet wird. Die erfindungsgemäß eingesetzte pharmazeutische Zusammensetzung kann in Form einer Injektion und/oder Infusion verabreicht werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäß eingesetzten Agenzien enthaltende pharmazeutische Zusammensetzung oral oder rektal verabreicht wird. Beispielsweise wird das Arzneimittel in einer flüssigen Darreichungsform wie einer Lösung, Suspension oder Emulsion, Klysma oder einer festen Darreichungsform wie einer Tablette und/oder eines Zäpfchens verabreicht.

Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele und Abbildungen näher erläutert. Im Anhang finden sich die im folgenden Text erwähnten Abbildungen.
Experimentelle Induktion eines akuten Nierenversagens:
Ein akutes Nierenversagen entsteht durch Sauerstoffmangel der Niere, der z.B. bei Blutdruckabfall oder bei Gefäßverengungen durch toxische Einflüsse ausgelöst werden kann. Wir haben an PKC-epsilon knock out Mäusen und an den entsprechenden Wildtyp Kontrollmäusen ein akutes Nierenversagen durch Klippen der Nierengefäße und komplette Unterbindung der Sauerstoffzufuhr der Niere ausgelöst. Das Klippen wurde über verschiedene Zeiträume für eine Dauer zwischen 30 und 60 min. durchgeführt, anschließend wurde nach 24 Stunden die Nierenfunktion mittels Kreatininmessung kontrolliert und die Nieren für feingewebliche Untersuchungen entnommen. Bei PKC-epsilon knock out Mäusen war der Nierenfunktionsverlust nach Klippen deutlich geringer als bei den Wildtyp-Kontrollen. Auch die histologisch zu erkennende Schädigung durch den IR-Schaden bei PKC-epsilon knock out Nieren deutlich weniger vorhanden.
Experimentelle Induktion eines akuten Nierenversagens:
Ein zweiter Ansatz zur Induktion eines akuten Nierenversagens war die Durchführung einer allogenen Nierentransplantation bei Mäusen. Als Empfänger dienten BalbC Mäuse, als Spender wurden Wildtyp-Nieren von Hybrid-Mäusen (SV 129/C57B16) und PKC-epsilon knock out Nieren verwendet (Hintergrund der PKC-epsilon knock out Mäuse ist SV 129/C57B16).
Die Hybid Kontroll-Transplantate wurden innerhalb von 8-10 Tagen abgestossen und die Tiere verstarben (1). Die PKC-epsilon Transplantate waren nach 10 Tagen noch gut funktionstüchtig und zeigten auch nur geringe histologische Veränderungen. Die Abstossung der PKC-epsilon Transplantate verlief deutlich verlangsamt. Einige Transplantate überlebten ohne jegliche Immunsuppression in diesem hochallogenen Modell erstaunlicherweise sogar 4 Wochen nach Transplantation. Die Nierenfunktion der Wildtyp-Kontrolltiere war deutlich stärker eingeschränkt, als die der PKC-epsilon knock out Mäuse. Histologisch (2) zeigten sich bei den Wildtyp-Nieren deutliche Zeichen des akuten Nierenversagens in Form von Tubulusnekrose im S3 Segment der Niere, perivaskulärer und interstitieller Infiltration von Entzündungszellen und Matrixaccumulation. Die Tubulusnekrose war durch Vakuolisierung der Tubulusepithelzellen, Degeneration und Abschilferung der Tubulusepithelzellen und durch Tubulusobstruktion mit nekrotischen Zellen gekennzeichnet. Bei den PKC-epsilon knock out Mäusen waren deutlich geringere Veränderungen zu sehen, die Tubuli im S3 Segment waren nahezu normal, eine Bindegewebsvermehrung trat kaum auf und eine Entzündungszell-Einwanderung war auch deutlich weniger vorhanden als bei den Wildtyp-Tieren. Nach 6 Tagen nach Transplantation hatten die Wildtyp-Transplantate eindeutige Zeichen der akuten Abstossung, die PKC-epsilon Transplantate hatten im S3 Segment nahezu intakte Tubuli und nur eine geringe Menge an infiltrierten Zellen. Der Vergleich von Adhäsionsmolekülen und Zellinfiltration zwischen Wildtyp und PKC-epsilon Transplantaten erbracht, dass die Wildtyp-Transplantate im Gegensatz zu den PKC-epsilon Transplantaten viel mehr Hochregulation von ICAM-1, iNOS und Monozyten und Makrophagen aufwiesen. Die PKC-epsilon knock out Mäuse waren vor den entzündlichen Reaktionen im Transplantat geschützt. Als wesentlicher Mechanismus konnte die frühe Apoptose identifiziert werden (3). Im allogenen Wildtyp Modell ist 24 Stunden nach NTX eine massive Apoptose vorhanden. Die PKC-epsilon Mäuse hatten zu diesem Zeitpunkt keinerlei Apoptose. Der dafür verantwortliche Mechanismus konnte als TNF-alpha bedingt identifiziert werden. Bei den Wildtyp-Transplantaten war bereits nach 24 Stunden TNF-alpha deutlich hochreguliert, das zu der massiven Apoptose geführt hatte. Bei den PKC-epsilon Transplantaten hingegen war TNF-alpha deutlich weniger aktiviert.

Claims

Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von Proteinkinase C-epsilon (PKC-epsilon, PKC-ε) hemmen oder verringern, zur Behandlung und/oder Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Gefäß-Erkrankungen, Nierenerkrankungen, Folgeschäden einer metabolischen Dysfunktion wie z.B. den diabetischen Spätschäden, kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Hypertonie, kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Hypercholesterinämie, kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Diabetes mellitus, kardiovaskulären Komplikationen bei Patienten mit Niereninsuffizienz oder eingeschränkter Nierenfunktion mit einer glomerulären Filtrationsrate <80ml/min, Krankheiten, die durch einen dauernden oder vorübergehenden Sauerstoffmangel einzelner oder mehrerer und/oder Organsysteme bedingt sind, akuter und/oder chronischer Abstoßung nach Organtransplantation, chronischer Transplantatdysfunktion und/oder Transplantat-Vasculopathie.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Gefäß-Erkrankungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus peripherer arterieller Verschlußkrankheit, koronarer Herzkrankheit, akutes Koronarsyndrom, Herzinfarkt, transiente ischämische Attacke (TIA), prolongiertes reversibles ischämisches neurologisches Defizit (PRIND), Schlaganfall und/oder Raynaud-Syndrom.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die kardiovaskulären Komplikationen periphere arterielle Verschlußkrankheit, koronare Herzkrankheit, Herzinfarkt, akutes Koronarsyndrom, cerebrale Durchblutungsstörungen und/oder Schlaganfall sind.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die diabetischen Spätschäden diabetische Retinopathie, diabetische Neuropathie, diabetische Gastropathie und/oder diabetische Nephropathie sind.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Nierenerkrankungen glomerulär, parenchymatös oder vaskulär sind.
Verwendung nach Anspruch 1 und 5, wobei die Nierenerkrankungen akutes und chronisches Nierenversagen, Nierentransplantation, alle Formen der Glomerulonephritis, Minimal-Change Nephropathie, sonstige Glomerulopathien sind.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die von Sauerstoffmangel betroffenen Organe Gehirn, Nerven, Niere, Leber, Lunge, Herz, Milz, Haut, Darm und Extremitäten sein können.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Transplantation sich auf die Organe Herz, Lunge, Leber, Pankreas, Inselzellen, Stamm- und Vorläuferzellen (z.B. Knochenmark), Niere, Haut, Darm, Extremitäten bezieht.
Verwendung nach Anspruch 1 und 8, wobei es sich um akute und/oder chronische Abstoßung, Rejektion und/oder chronische Transplantatveränderungen handeln kann.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Behandlung und/oder Prävention von entzündlichen Erkrankungen der Haut, der Lunge, der Leber, des Darmes, des Gehirns, des Rückenmarks, der Nerven, der Niere.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei zu den Erkrankungen der Haut Psoriasis, atopische Dermatitis, atopisches Ekzem und/oder Neurodermitis zählen.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei zu den Erkrankungen der Lunge Bronchitis, Alveolitis, Pneumonitis, Asthma bronchiale und/oder chronisch obstruktive Lungenerkrankung zählen.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei zu den Erkrankungen der Leber alle Formen der Hepatitis wie A, B, C, D, nonA-nonB zählen.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei zu den Erkrankungen der Darmes Colitis ulcerosa und Morbus Crohn zählen.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei zu den neurologischen Erkrankungen Multiple Sklerose, Meningitis, Neuritis, Radikulitis, demyelinisierende Erkrankungen, Trigeminus-Neuralgie, Rückenmarksverletzungen und/oder Polyneuropathie zählen.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei zu den Erkrankungen der Niere interstitielle Nephritis und/oder Glomerulonephritis zählen.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Modulierung der Phosphorylierung und/oder Aktivierung von MAP Kinasen.
Verwendung nach Anspruch 16, wobei die MAP Kinase ERK 1/2, p38 und/oder JNK sind.
Verwendung nach Anspruch 16, wobei die Modulierung die Aktivierung und die Hemmung der Enzymaktivität der MAP Kinasen einschliesst.
Verwendung nach Anspruch 16 bis 18, wobei auch Phosphorylierung und Dephosphorylierung, sowie Translokation der MAP Kinasen eingeschlossen sind.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Modulierung der Aktivität in Form von Aktivierung, Stimulierung der Freisetzung und/oder Hemmung von Cytokinen und/oder Chemokinen.
Verwendung nach Anspruch 20, wobei das Cytokin TNF-α (Tumor Necrosis Factor_α) ist.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Modulierung der Aktivität in Form von Aktivierung, Stimulierung der Freisetzung, Hemmung, Hochregulierung und/oder Herunterregulierung von redoxsensitiven und/oder durch oxidativen Stress aktivierbaren Transkriptionsfaktoren.
Verwendung nach Anspruch 22, wobei zu den redoxsensitiven Transkriptionsfaktoren Nuclear Faktor B (NFκB), Activator Protein-1 (AP-1), Hypoxia inducible Factor-1α (HIF-1α) und/oder HIF-2α und/oder Nuclear respiratory Factor (Nrf2) zählen.
Verwendung nach Anspruch 22 und 23, wobei Blutdruckabfall, Zirkulationsstörungen, Aktivierung und/oder Hochregulation von Reactive Oxygen Species (ROS) zu oxidativem Stress führen.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Behandlung und/oder Prävention von Erkrankungen, die durch Apoptose bedingt sind.
Verwendung nach Anspruch 25, wobei die Organsysteme Gehirn, Lunge, Herz, Leber, Pankreas, Milz, Niere, Extremitäten sind.
Verwendung nach Anspruch 25 bis 26, wobei die Apoptose aktiviert, hochreguliert, gehemmt und/oder herunterreguliert werden kann.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Hemmung der Einwanderung von Entzündungszellen in Gewebe.
Verwendung nach Anspruch 28, wobei zu den Entzündungszellen Leukozyten, neutrophile, eosinophile, basophile Granulozyten, Monozyten, Lymphozyten und/oder Makrophagen zählen.
Verwendung nach Anspruch 1 bis 30, wobei die Agenzien spezifisch die Expression, Translokation, Phosphorylierung und/oder Aktivierung von PKC-epsilon vermindern oder hemmen.
Verwendung nach Anspruch 31, wobei die hemmenden Agenzien Nukleinsäuren, Proteine, Peptide und/oder Polypeptide, Fusionsproteine mit PKC-epsilon und/oder chem. Substanzen sind, die durch Bindung an PKC-epsilon eine Hemmung herbeiführen.
Verwendung nach Anspruch 31 und 32, wobei die Nukleinsäuren DNA, RNA, si-RNA (oder RNAi), Antisense-Olignukleotide und/oder Decoy-Oligonukleotide sind.
Verwendung nach Anspruch 31 und 32, wobei die Proteine monoklonale, polyklonale, humanisierte Antikörper und/oder Peptide und/oder Polypeptide sind.
Verwendung von Substanzen, die die Expression und/oder Aktivität von PKC-epsilon hemmen oder verringern, zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Behandlung der Erkrankungen nach Anspruch 1 bis 34.
Verwendung nach Anspruch 35, wobei die pharmazeutische Zusammensetzung lokal und/oder systemisch applizierbar ist.
Verwendung nach Anspruch 35, wobei die pharmazeutische Substanz oral, intravenös, intraperitoneal, intramuskulär, transdermal, intradermal, subcutan und/oder topisch verabreicht wird.