DE102006058207A1

DE102006058207A1 - Verfahren zur Herstellung spezifischer Inhibitoren der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 mit Nor-Oleanan- oder Nor-Ursan-Grundgerüsten

Info

Publication number: DE102006058207A1
Application number: DE102006058207A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Blum; Edmund Dr. Maser
Original assignee: Schleswiger Tauwerkfabrik Oellerking GmbH and Co KG; Universitatsklinikum Schleswig Holstein UKSH
Current assignee: Schleswiger Tauwerkfabrik Oellerking GmbH and Co KG; Universitatsklinikum Schleswig Holstein UKSH
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2008-06-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifikation nicht-spezifisch wirkender Inhibitoren der 11 beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (11 beta-HSD) mit pentacyclischem Grundgerüst des Oleanan- und Ursan-Typs, welches es ermöglicht, chemische Verbindungen herzustellen, die im Wesentlichen spezifisch die Isoform der 11 beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 (11 beta-HSD 1) hemmen und dabei im Wesentlichen keine hemmende Aktivität gegenüber der Isoform der 11 beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 2 (11 beta-HSD 2) aufweisen. Des Weiteren betrifft die Erfindung neue chemische Verbindungen mit Nor-Oleanan- odre Nor-Ursan-Grundgerüst. Diese Inhibitoren wirken als im Wesentlichen spezifische Inhibitoren der 11 beta-HSD 1 und sind damit etwa zur Behandlung und Vorbeugung etwa von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom oder Viruserkrankungen geeignet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifikation nicht-spezifisch wirkender Inhibitoren der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (11beta-HSD) mit pentacyclischem Grundgerüst des Oleanan- und Ursan-Typs, welches es ermöglicht, chemische Verbindungen herzustellen, die im wesentlichen spezifisch die Isoform der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 (11beta-HSD1) hemmen und dabei im wesentlichen keine hemmende Aktivität gegenüber der Isoform der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 2 (11beta-HSD2) aufweisen. Des Weiteren betrifft die Erfindung neue chemische Verbindungen mit Nor-Oleanan- oder Nor-Ursan-Grundgerüst. Diese Inhibitoren wirken als im wesentlichen spezifische Inhibitoren der 11beta-HSD1 und sind damit etwa zur Behandlung und Vorbeugung etwa von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom oder Viruserkrankungen geeignet.
Das Enzym 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase (11beta-HSD) katalysiert die Umwandlung von Cortisol zu Cortison, bzw. von Cortison zu Cortisol, wobei zwei gewebespezifische Isoformen bekannt sind, die als 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 (11beta-HSD1) und 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 2 (11beta-HSD2) bezeichnet werden. Während 11beta-HSD1 ein ubiquitär vorkommendes Enzym ist, findet sich 11beta-HSD2 hauptsächlich in der Niere. 11beta-HSD1 arbeitet, abhängig vom zellulären Kontext, entweder als Reduktase oder als Dehydrogenase, während 11beta-HSD2 nur als Dehydrogenase wirkt. 11beta-HSD2 schützt die entsprechenden Gewebe vor Cortisol, indem es das aktive Hormon, Cortisol, in inaktives Cortison umwandelt. In der Niere zum Beispiel verhindert 11beta-HSD2 die Aktivierung des Mineralocorticoid-Rezeptor durch Cortisol. Diese Aktivierung hätte eine unerwünschte Blutdrucksteigerung durch Hypervolämie und Störung des Elektrolythaushalts der Niere zur Folge.
Die Entwicklung spezifischer Inhibitoren der 11beta-HSD1 und Hemmung der 11beta-HSD1 in Geweben zur Regulation der Glucocorticoid-Wirkung ist in den letzten Jahren in den Focus der pharmazeutischen Industrie getreten, seitdem in Tierexperimenten gezeigt werden konnte, daß eine Dysregulation der 11beta-HSD1 zu metabolischen Störungen führt. Masuzaki et al. (Science 2001, 294, 2166-2170) beschreiben eine transgene Maus, in deren Adipocyten zusätzlich noch das Rattengen für 11beta-HSD1 eingeführt worden ist und so zu einer Überexpression von 11beta-HSD1 führte. Dieses Mausmodell zeigt mit Hyperglykämie, Glukose-Intoleranz, Hyperinsulinismus, Insulin-Resistenz und visceraler Stammfettsucht alle Symptome eines metabolischen Syndroms. Im Gegenzug zeigen 11beta-HSD1 knock-out Mäuse eine Resistenz in der Entwicklung eines Diabetes Mellitus Typ 2 (Kotelevtsev et al.. Proc. Natl. Acad. Sci. 1997, 94, 14924-14929). Auch bei energiereicher Nahrung bleiben die Blutglukose-Werte und die Aktivität der Schlüsselenzyme der Glukoneogenese in der Leber, die Phosphoenol-Pyruvat-Kinase und Glukose-6-Phosphatase, im Normbereich im Vergleich zu einer Kontrollgruppe normaler Mäuse.
Walker et al. (J. Clin. Endocrinol. Metab. 1995, 80, 3155-3159) beschreiben, daß Carbenoxolon, ein starker nicht-spezifischer Inhibitor von 11beta-HSD1 und 11beta-HSD2, die Insulin-Empfindlichkeit der Leber von gesunden Menschen erhöht, sagen aber auch, daß der Anwendung von Carbenoxolon als Medikament Beschränkungen unterliegt, die durch Hemmung der renalen 11beta-HSD2 verursacht werden.
Somit ist die Entwicklung von spezifisch 11beta-HSD1 inhibierenden Substanzen ein hochaktuelles Forschungsgebiet der pharmazeutischen Industrie. WO 01/90094 beschreibt Arylsulfoamidothiazole als spezifische Inhibitoren der humanen 11beta-HSD1. Diese Verbindungen zeigten aber in klinischen Studien der Phase 2 ein zu schlechtes pharmakokinetisches Profil. US 2005/0154038 und US 2006/0106008 beschreiben Triazole als spezifisch 11beta-HSD1 hemmende Verbindungen, die auch im Mausmodell günstige pharmakodynamische und -kinetische Eigenschaften zeigen (Olsen et al.. Biorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4359-4362). WO 2004/065351 beschreibt Säureamide, abgeleitet von der Benzoesäure, als spezifische Inhibitoren der 11beta-HSD1 Aktivität. Verbindungen dieses Typs verhindern im Mausmodell eine Aktivierung der Glukocorticoide um bis zu 70% (Coppola et al.. J. Med. Chem. 2005, 48, 6696-6712). WO 03/086410 und Sandeep et al. (Proc. Natl. Acad, Sci. 2004, 101, 6734-6739) beschreiben ein Verfahren, die unerwünschten Nebenwirkungen des nicht-spezifischen Inhibitors Carbenoxolon zu vermeiden. Um eine, durch 11beta-HSD2 Inhibition ausgelöste, Blutdrucksteigerung abzufangen bzw. wieder umzukehren, wird zusätzlich ein Diuretikum gegeben. Die Gabe eines Diuretikums schränkt die Anwendung von 11beta-HSD Inhibitoren jedoch stark ein, da z.B. Diuretika bei Patienten mit Diabetes kontraindiziert sind.
Triterpene (Moleküle die im Grundgerüst aus 30 Kohlenstoffatomen bestehen) mit pentacyclischem Grundgerüst aus kondensierten Cyclohexanringen sind in der Natur weit verbreitet und können aus den verschiedenen Pflanzen isoliert werden. Viele der bekannten pflanzlichen Triterpene sind für den Menschen physiologisch aktive Verbindungen, die als Wirkstoffe – häufig in Form von Derivaten oder auch als Inhaltsstoffe von Pflanzenextrakten – in Apotheken und Drogerien frei erhältlich sind, teilweise ohne deren genaue Wirkmechanismen zu kennen. Die hier betrachteten pentacyclischen Triterpene können dabei in zwei Klassen unterteilt werden, die sich nur bezüglich ihres Substitutionsmusters am Grundgerüst unterscheiden:

1.) Unter einer Verbindung mit Oleanan-Grundgerüst wird erfindungsgemäß eine im Folgenden abgebildete Verbindung verstanden, die in Position C20 zwei Substituenten trägt. Im einfachsten Fall bestehen diese beiden Substituenten z.B. aus zwei Methylgruppen, wie dieses zum Beispiel in der Oleanolsäure (1) der Fall ist.
2.) Unter einer Verbindung mit Ursan-Grundgerüst wird erfindungsgemäß eine im Folgenden gezeigte Verbindung verstanden, bei der die Position C20 monosubstituiert ist und die in Position C19 eine weitere Methylgruppe aufweist.

Verbindung mit Oleanan-Grundgerüst Verbindung mit Ursan-Grundgerüst
Pentacyclische Triterpene des Oleanan- bzw. des Ursan-Typs werden für die blutzuckersenkende Wirkung bestimmter hypoglykämisch wirkender Pflanzen verantwortlich gemacht. Zu diesen pentacyclischen Triterpenen mit hypoglykämischer Wirkung gehört u.a. die Oleanolsäure (1). Die Isolierung von Oleanolsäure-Glycosiden wurde unter anderem aus den Pflanzen Momordica charantia (Murakami T et al.. Chem. Pharm Bull 2001; 49(1): 54-63), Gymnema sylvestre (Yoshikawa et al.. Chem. Pharm. Bull. 1996, 45, 2034-2038), Kalopanax pictus (Kim et al.. Biol. Pharm. Bull. 1998, 21, 360-365) und Gymnema inodorum (Shimizu et al.. J. Vet. Med. Sci. 1997, 59, 753-757), die für ihre hypoglykämische Wirkung bekannt sind, beschrieben. Als möglicher Wirkmechanismus der hypoglykämischen Eigenschaften der Oleanolsäure wird eine Hemmung der gastro-intestinalen Aufnahme von Glukose, verursacht durch die Oleanolsäure, diskutiert (Matsuda et al.. Chem. Pharm. Bull. 1998, 46, 1399-1403). Die Oleanolsäure wurde ebenfalls als nicht-spezifischer Inhibitior der 11beta-HSD Aktivität der Ratte in der Literatur beschrieben (Bühlen H. et al.. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1075, 206-212). Der Succinylester der Oleanolsäure verursacht in Ratten Bluthochdruck, durch Hemmung der 11beta-HSD2 in der Niere, bei gleichzeitiger Gewichtsverminderung (Filczewski et al.. Pol. J. Pharmacol. Pharm. 1988, 40, 233-239). In eigenen Versuchen konnte die Oleanolsäure als schwacher, nicht-spezifischer Inhibitor von 11beta-HSD1 (Ki = 500 µM) und 11beta-HSD2 (Ki = 400 µM) der Ratte bestätigt werden. Die humanen Enzyme 11beta-HSD1 und 11beta-HSD2 werden aber durch Oleanolsäure nicht in ihrer Aktivität beeinflusst (eigene Versuche), das heißt, daß Oleanolsäure die menschliche 11beta-HSD Aktivität nicht hemmt.
18beta-Glycyrrhetinsäure (1), ein Triterpen mit Oleanan-Grundgerüst und Inhaltsstoff von Lakritz, und Carbenoxolon (1), ein Derivat der 18beta Glycyrrhetinsäure, sind als die stärksten, nicht-spezifischen 11beta-HSD Inhibitoren bekannt. 18beta-Glycyrrhetinsäure ist durch Hemmung der 11beta-HSD2 in der Niere dafür verantwortlich, daß bei exzessivem Genuss von Lakritz der Blutdruck steigt. Beide Substanzen hemmen 11beta-HSD1 und 11beta-HSD2 gleichermaßen. Die Inhibitionskonstanten für 18beta-Glycyrrhetinsäure wurden für humane 11beta-HSD1 mit 12 nM und für humane 11beta-HSD2 mit 10 nM in eigenen Experimenten ermittelt.
Spezifische Inhibitoren der 11beta-HSD1 sind beschrieben, aber keiner dieser Inhibitoren verfügt über ein Ursan- oder Oleanan-Grundgerüst. Es wurden viele vergebliche Versuche unternommen, durch Modifikation der 18beta-Glycyrrhetinsäure einen spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitor zu entwickeln. In der WO 02/072084 wird beschrieben, wie durch Modifikationen der Säurefunktion der 18beta-Glycyrrhetinsäure zu verschiedenen Estern und Säureamiden die inhibitorische Spezifität gegenüber 11beta-HSD2 verstärkt wurde. Auch Su et al. (Biorg. Med. Chem. 2004, 12, 4439-4457) beschreiben, daß das Produkt der Umsetzung von 18beta-Glycyrrhetinsäure mit Ethanolamin, N-(2-Hydroxyethyl)-glycyrrhetinsäureamid, spezifisch 11beta-HSD2 hemmt. Damit war es zwar bekannt, dass durch Derivatisierung der Säurefunktion der 18beta-Glycyrrhetinsäure eine Steigerung der inhibitorischen Aktivität gegenüber 11beta-HSD2 erzielt werden kann, doch bestand kein Anlass zu vermuten, daß eine derartige Derivatisierung der Säurefunktion zu Verbindungen führt, die spezifisch die 11beta-HSD1 hemmen und dabei keine signifikante inhibitorische Aktivität gegenüber 11beta-HSD2 zeigen.
Natürlich vorkommende oder synthetisch hergestellte, im Wesentlichen spezifische Inhibitoren der humanen 11beta-HSD1, die ein pentacyclisches Grundgerüst aufweisen, wie man es in Oleanan- und Ursan-Triterpenen vorfindet, sind bislang nicht bekannt. 18beta-Glycyrrhetinsäure und Carbenoxolon (1) sind sehr potente und unspezifische Hemmstoffe der 11betaHSD-Aktivität, d.h. sie zeigen sowohl gegenüber 11beta-HSD1 als auch gegenüber 11beta-HSD2 inhibitorische Aktivität und weisen daher bei Einsatz als Medikament den Nachteil auf, daß sie durch Hemmung der 11beta-HSD2 in der Niere den Elektrolythaushalt stören und durch eine Hypervolämie Bluthochdruck auslösen. Eine Blutdrucksteigerung ist aber gerade für Diabetes Mellitus Typ 2 Patienten kontraindiziert, da diese in der Regel einen zu hohen Blutdruck haben.
Es besteht daher ein Bedarf für spezifische 11beta-HSD1 Inhibitoren mit Ursan- und Oleanan-Grundgerüst, die den Vorteil hätten, daß die Ausgangssubstanzen weit verbreitet im Pflanzenreich sind und daher wirtschaftlich attraktiv sind und nur ein geringes toxikologisches Potential besitzen. Jeder Mensch nimmt Triterpene des Ursan- und Oleanan-Typs jeden Tag mit der pflanzlichen Nahrung zu sich. Ein weiterer Vorteil solcher spezifischer 11beta-HSD1 Inhibitoren mit Ursan- und Oleanan-Grundgerüst wäre, daß durch Auswahl entsprechender Substituenten am Grundgerüst pharmako-dynamische und -kinetische Eigenschaften der Substanzen entsprechend günstig beeinflusst werden können. Chemische Verbindungen mit Nor-Oleanan- oder Nor-Ursan-Grundgerüst, die als spezifische Inhibitoren der 11beta-HSD1 wirken, wären ferner bedeutsam als Medikamente zur Behandlung und Vorbeugung von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom und Viruserkrankungen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, Stoffe und Medikamente bereitzustellen, die etwa zur Behandlung und Vorbeugung von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom und Viruserkrankungen eingesetzt werden können und die die im Stand der Technik bekannten Nachteile unspezifischer 11beta-HSD Inhibitoren und vorzugsweise auch die Nachteile der bekannten spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitoren vermeiden.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung solche Stoffe bzw. Medikamente bereitzustellen, die von chemischen Verbindungen mit Oleanan- oder Ursan-Grundgerüst abgeleitet sind.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung spezifischer Inhibitoren bereitzustellen, wobei die Inhibitoren im wesentlichen spezifisch die Isoform der 11beta-HSD1 hemmen, dabei aber im wesentlichen keine inhibitorische Aktivität gegenüber der Isoform der 11beta-HSD2 aufweisen und die die im Stand der Technik bekannten Nachteile unspezifischer 11beta-HSD Inhibitoren und vorzugsweise auch die Nachteile der bekannten spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitoren vermeiden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindungen ist es bereits bekannte unspezifische Inhibitoren so zu modifizieren, daß sie im Wesentlichen spezifisch die Isoform der 11beta-HSD1 hemmen. Ferner ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, nicht-spezifisch wirkende 11beta-HSD Inhibitoren mit pentacyclischen Grundgerüsten des Oleanan- oder Ursan-Typs, wie z.B. 18beta-Glycyrrhetinsäure und Carbenoxolon, siehe 1, dahingehend zu modifizieren, daß sie im wesentlichen spezifisch die Isoform der 11beta-HSD1 – im wesentlichen nicht aber die Isoform der 11beta-HSD2 – hemmen.
Des weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht im wesentlichen spezifische 11beta-HSD1 Inhibitoren bereitzustellen, die im wesentlichen keine inhibitorische Aktivität gegenüber 11beta-HSD2 aufweisen, wobei die hergestellten Verbindungen solche mit einem Nor-Oleanan- oder Nor-Ursan-Grundgerüst (2) darstellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die in den Ansprüchen definierten Gegenstände der Erfindung.
In einem ersten Aspekt wird eine Verbindung vom Typ Triterpen mit einem pentacyclischen Grundgerüst des Nor-Oleanan- oder Nor-Ursan-Typs bereitgestellt, die 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 im wesentlichen spezifisch hemmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung an der Position C11 einen Substituenten trägt, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden und sich an der Position C20 keine Carboxylgruppe befindet.
Es ist bevorzugt, daß die Verbindung an der Position C11 einen Substituenten trägt, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden. Der Substituent an der Position C11 ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus -F, -Cl, -Br, -OH, =O, -CO₂H, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff, tertiärer Aminstickstoff oder ein Ester.
Es ist des weiteren bevorzugt, daß durch die Decarboxylierung anstelle der Carbonsäurefunktion ein Substituent eingefügt wird, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden, wobei der Substituent vorzugsweise eine -OH, -F, -Cl, -Br, =O, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff oder tertiärer Aminstickstoff, aber keine Carbonsäurefunktion oder ein Derivat einer Carbonsäurefunktion, z.B. Ester oder Säureamid, ist.
Auch ist bevorzugt, daß der Substituent an der Position C20 der erfindungsgemäßen Verbindung ein -OH -F, -Cl, -Br, =O, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff oder tertiärer Aminstickstoff ist.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Verbindung eine der folgenden Strukturformeln aufweist:
oder jeweils ein Derivat davon ist. Ein Derivat kann sein, daß die 3-OH Gruppe als Succinat vorliegt, wie es im Carbenoxolon der Fall ist.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen über eine hohe Spezifität der Inhibition der Aktivität der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 verfügen, wie dies aus den Beispielen deutlich wird und so vorzugsweise die Nachteile der vorbekannten unspezifischen 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Inhibitoren vermeiden. Dank dieser spezifischen inhibitorischen Eigenschaft erweisen sich diese Verbindungen als effektive Wirkstoffe für die Behandlung und Vorbeugung etwa von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom und einer Viruserkrankung.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden pharmazeutische Verbindungen, pharmazeutische Zusammensetzungen und Arzneimittel bereitgestellt, die die erfindungsgemäßen Verbindungen umfassen. Vorzugsweise enthalten die pharmazeutischen Zusammensetzungen Träger und/oder Hilfsstoffe und sind idealer Weise pharmazeutische verträglich. Derlei Träger und Hilfsstoffe sind dem Fachmann allgemein bekannt. Auch werden die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Verwendung in der Medizin bereitgestellt, vorzugsweise zur Diagnose, Prophylaxe oder Therapie.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten oder zur Vorbeugung bei einem Patienten bereitgestellt, der einer solchen Therapie bedarf, wobei dem Patienten eine erfindungsgemäße Verbindung, eine erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung oder ein erfindungsgemäßes Medikament in einer therapeutisch effektiven Menge verabreicht wird. Vorzugsweise wird das Verfahren zur Vorbeugung oder Behandlung von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom oder einer Viruserkrankung angewandt.
Dabei ist es allgemein bekannt, wie derlei therapeutisch effektive Mengen und Dosen bestimmt werden. Diese werden von dem Patienten und dem Zweck der Anwendung und der vorzubeugenden oder der zu behandelnden Krankheit abhängen und können vom Fachmann routinemäßig bestimmt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei der therapeutische wirksamen Dosis um eine Dosis, die im Bereich von etwa 0,1 mg/kg bis 100 mg/kg Körpergewicht liegt, bevorzugt von etwa 0,9 mg/kg bis 10 mg/kg, mehr bevorzugt von 1,0 bis 3,0 mg/kg. Der angegebene Dosisbereich kann entweder die bei einer gegebenen Applikation verabreichte Dosis oder die an einem gegebenen Tag oder innerhalb einer gegebenen Woche verabreichte Dosis sein. Die Verabreichung kann einmalig, als Bolus-Verabreichung, jeden Tag, wöchentlich oder monatlich verabreicht werden kann. Der Weg der Verabreichung ist ebenfalls leicht zu bestimmen. Grundsätzlich kommt eine orale, rektale, parenterale wie intravenöse, intramuskuläre, subkutane, transdermale Gabe, intrapulmonale Verabreichung sowie Gabe als Aerosol, intravesikale Instillation, intraperitoneale oder intrakardiale Injektion, Aufnahme über Schleimhäute oder intravaginale Applikation zum Beispiel über Suppositorien in Betracht.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden vorzugsweise bereitsgestellt zur Verwendung in der Behandlung und Vorbeugung von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom oder einer Viruserkrankung.
Die vorliegende Erfindung stellt über die natürlich vorkommenden Triterpene hinaus neue, Nor-Triterpenverbindungen bereit, die spezifisch 11beta-HSD1 inhibieren.
Bevorzugte spezifische 11beta-HSD1 Inhibitoren im Sinne der Erfindung sind 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en; 30-Nor-3beta und 20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en.
Der Begriff "11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase", wie er erfindungsgemäß verstanden wird, bezieht sich auf die 11beta-HSD Enzyme des Typs 1 und 2, die aus Wirbeltieren stammen, vorzugsweise aus Säugetieren, vorzugsweise aus Nagetieren wie Ratten oder Mäusen, noch bevorzugter aus Menschen.
Der Begriff "11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1", wie er erfindungsgemäß verstanden wird, bezieht sich auf das 11beta-HSD1 Enzyms, das aus Wirbeltieren stammt, vorzugsweise aus Säugetieren, vorzugsweise aus Nagetieren wie Ratten oder Mäusen, noch bevorzugter aus Menschen. Insbesondere bezieht sich der Begriff auf das Enzym mit der Aminosäuresequenz, die bei Whorwood et al. (Mol. Cell. Endocrinol. 1995, 110, 37-12) beschrieben wird.
Der Begriff "11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 2", wie er erfindungsgemäß verstanden wird, bezieht sich auf das 11beta-HSD2 Enzym, das aus Wirbeltieren stammt, vorzugsweise aus Säugetieren, vorzugsweise aus Nagetieren wie Ratten oder Mäusen, noch bevorzugter aus Menschen. Insbesondere bezieht sich der Begriff auf das Enzym mit der Aminosäuresequenz, die bei Whorwood et al. (Mol. Cell. Endocrinol. 1995, 110, 37-12) beschrieben wird.
Die Verbindungen im Sinne der Erfindung, auch spezifische 11beta-HSD1-Inhibitoren genannt, zeichnen sich durch eine im Wesentlichen spezifische Inhibition der 11beta-HSD1-Aktivität aus. Im Sinne der Erfindung bedeutet im wesentlichen spezifische Hemmung bzw. Inhibition in diesem Zusammenhang, daß die Verbindung unter den Isoformen 11beta-HSD1 und 11beta-HSD2 im wesentlichen nur inhibitorische Aktivität gegenüber der 11beta-HSD1 Isoform zeigt, während die Verbindung gegenüber der 11beta-HSD2 im wesentlichen keine inhibitorische Aktivität aufweist. Es ist weiterhin bevorzugt, daß die erfindungsgemäßen Verbindungen, auch gegenüber anderen Stoffen als den vorgenannten 11beta-HSD Enzymen, wie Enzymen oder Proteinen im wesentlichen keine inhibitorische Aktivität aufweisen. Geeignete Testverfahren zur Bestimmung der inhibitorischen Aktivität gegenüber einem bestimmten Stoff sind dem Fachmann allgemein geläufig und werden in Abhängigkeit von dem gewählten Stoff, gegenüber dem die inhibitorische Aktivität zu bestimmen ist, unterschiedlich ausfallen. Alle bisher bekannten Triterpene mit pentacyclischem Grundgerüst, die als Inhibitoren der 11beta-HSD bekannt sind, hemmen in der Regel die Aktivität beider Isoformen des Enzyms. Diese, sowohl die 11beta-HSD1 als auch die 11beta-HSD2 betreffende, hemmende Aktivität eines Inhibitors wird erfindungsgemäß als nicht-spezifisch bezeichnet, wenn der Quotient der Hemmkonstanten K_i11beta-HSD2/K_i11beta-HSD1 (Inhibitionsverhältnis) einen Wert zwischen etwa 0,2 und etwa 5 aufweist. Vorzugsweise wird dabei der Quotient aus der Hemmkonstanten für die Dehydrogenaseaktivität von 11beta-HSD2 und der Hemmkonstanten für die Reduktaseaktivität der 11beta-HSD1 zugrundegelegt, wie dies in den Beispielen illustriert wird. Im Gegensatz hierzu wird die hemmende bzw. inhibitorische Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen auf ein Enzym, entweder auf 11beta-HSD1 oder auf 11beta-HSD2, als spezifisch bezeichnet, wenn das Inhibitionsverhältnis der Hemmkonstanten (K_i) beider Isoenzyme kleiner als 0,2 bzw. größer als etwa 5 ist: Ein für die 11beta-HSD1 spezifischer Inhibitor hat ein Inhibitionsverhältnis größer etwa 5, wohingegen ein spezifischer Inhibitor für die 11beta-HSD2 ein Inhibitionsverhältnis von kleiner als etwa 0,2 besitzt.
Die Hemmkonstanten (K_i) der beiden Isoenzyme (K_i11beta-HSD2/K_i11beta-HSD1) können nach allgemein bekannten Verfahren bestimmt werden, z.B. nach dem weiter unten in den Beispielen und im Material & Methoden-Abschnitt definierten Verfahren.
Hier konnte erstmalig und überraschend gezeigt werden, daß eine Säurefunktion an der Position C20 des pentacyclischen Grundgerüstes des Oleanan-Typs Ursache für die starke Hemmung der 11beta-HSD2 ist, während ein Wasserstoffbrücken-Akzeptor oder -Donator in Position C11 des pentacyclischen Grundgerüstes für die starke Hemmung der 11beta-HSD1 verantwortlich ist. Die Inhibition der 11beta-HSD1 durch an Position C11 substituierte, pentacyclische Triterpene erfolgt, indem der Substituent in Position C11 mit dem katalytischen Zentrum der 11beta-HSD1 in Wechselwirkung tritt und somit die Aktivität des Enzyms beeinflusst. Die Säurefunktion in Position C20 des Oleanan-Grundgerüsts interagiert mit Aminosäuren der 11beta-HSD2 und arretiert auf diese Weise den Inhibitor in der katalytischen Tasche des Enzyms, so daß das natürliche Substrat, Cortisol, nicht mehr umgesetzt werden kann. Die Interaktion des Substituenten in Position C11 mit dem katalytischen Zentrum der 11beta-HSD2 ist sehr schwach, so daß diese Wechselwirkung für die Inhibition der 11beta-HSD2 keine Rolle spielt. Dieses wird beispielhaft belegt durch die Verbindungen 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en und 30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en (siehe Beispiele unten), die beide eine hohe spezifische inhibitorische Wirkung bezüglich 11beta-HSD1 aufweisen, aber keine Carbonsäurefunktion im Molekül besitzen und dabei im wesentlichen keine inhibitorische Aktivität gegenüber11beta-HSD2 zeigen. Diese Verbindungen zeigen überraschenderweise, daß es möglich ist, durch Auswahl entsprechender oben definierter Substituenten und funktioneller Gruppen in den Positionen C11 und C20 die inhibitorische Spezifität von pentacylischen Triterpenen des Oleanan- oder des Ursan-Typs bezüglich der Hemmung von 11beta-HSD1 deutlich und vorzugsweise gezielt zu steigern.
Hier konnte erstmalig und überraschenderweise gezeigt werden, daß die Decarboxylierung von pentacyclischen Triterpenen des Oleanan-Typs, die nicht-spezifisch 11beta-HSD1 hemmen und in Position C20 eine Carbonsäurefunktion tragen, die Spezifität der 11beta-HSD Inhibition sehr stark in Richtung 11beta-HSD1 verschiebt (siehe Beispiele).
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitors aus einer Ausgangssubstanz, die ein Triterpen ist bereitgestellt, wobei das Triterpen

a) ein pentacyclisches Grundgerüst des Oleanan- oder Ursan-Typs aufweist,
b) einen Substituent an der Position C11 aufweist, der in der Lage ist, Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden; und die
c) eine Carbonsäurefunktion aufweist; und

Ausgangsverbindungen mit den oben dargestellten pentacyclischen Grundgerüsten und den genannten Substituenten in der Position C11 sind synthetisch herstellbar, kommen aber auch in der Natur in Form verschiedener Triterpene vor. Hierzu zählen die in 1 dargestellten, sehr starken, nicht-spezifischen Inhibitoren der 11beta-HSD, 18beta-Glycyrrhetinsäure und Carbenoxolon (1).
Vorzugsweise ist das Triterpen ein solches das 11beta-HSD unspezifisch inhibiert, d.h. dass das Triterpen kein wie oben definierter spezifischer Inhibitor der 11beta-HSD1 ist und vorzugsweise dabei gegenüber 11beta-HSD2 eine signifikante inhibitorische Aktivität aufweist, vorzugsweise dabei gegenüber beiden Isoformen 11beta-HSD1 und 11beta-HSD2 eine signifikante inhibitorische Aktivität aufweist. Es ist ferner bevorzugt, daß die Carbonsäurefunktion der Ausgangssubstanz sich an Position C20 befindet. Um eine Spezifität hinsichtlich der Hemmung der 11beta-HSD1 zu erreichen, wird der nicht-spezifisch wirkende 11beta-HSD Inhibitor 18beta-Glycyrrhetinsäure an der Position C20 decarboxyliert (3). Etwa durch Barton-Decarboxylierung kann die Säuregruppe durch andere Funktionen ersetzt werden, die die inhibitorische Wirksamkeit der Verbindung bezüglich 11beta-HSD1 steigert, dabei die inhibitorische Aktivität hinsichtlich 11beta-HSD2, im Vergleich zu 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en, aber im wesentlichen unbeeinflusst läßt (4).
Ferner ist es bevorzugt, daß der Substituent an der Position C11 ein -F, -Cl, -Br, -OH, =O, -CO₂H, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff, tertiärer Aminstickstoff oder ein Ester ist. Dieser Substituent kann als Wasserstoffbrücken-Donor oder -Akzeptor dienen und somit zu den katalytisch wichtigen Aminosäuren des katalytischen Zentrums der 11beta-HSD1 Wasserstoffbrückenbindung bilden (2).
Es ist auch bevorzugt, daß die Ausgangssubstanz 18beta-Glycyrrhetinsäure oder ein Derivat der 18beta-Glycyrrhetinsäure ist. Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, daß das Verfahren nach der Decarboxylierung den Schritt des Einbringens eines Substituenten umfasst, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden an der Position der Decarboxylierung. Vorzugsweise ist der Substituent ein -F, -Cl, -Br, -OH, =O, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff oder tertiärer Aminstickstoff ist.
Im folgenden wird am Beispiel der 18beta-Glycyrrhetinsäure, einem starken nicht-spezifischen Inhibitor der 11beta-HSD das erfindungsgemäße Verfahren zur Modifikation der Spezifität in Richtung 11beta-HSD1 beschrieben. Im Zuge der Decarboxylierung der 18beta-Glycyrrhetinsäure sind neue, bisher nicht beschriebene Verbindungen entstanden, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Beispiele und der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 Natürlich vorkommende Triterpene mit pentacyclischem Grundgerüst, die als nicht-spezifische Inhibitoren der 11beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Aktivität bekannt sind, das heißt, daß sie in der Regel beide Isoformen der 11beta-HSD hemmen.
2 Allgemeine Reaktionsgleichung der Decarboxylierung eines C30-Triterpens mit pentacyclischem Grundgerüst und einem Wasserstoffdonor oder Akzeptor in der Position C11 und einer Säurefunktion zu einem C29-Nor-Triterpen.
3 Syntheseweg zu einem erfindungsgemäßen Inhibitor, der Verbindung 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en.
4 Einführung verschiedener Substituenten in Position C20 des pentacyclischen Grundgerüstes und Darstellung von der erfindungsgemäßen Verbindung 30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en.
Beispiele
Nor-Triterpene, die sich von einem Oleanan oder Ursan-Grundgerüst ableiten, und an der Position C11 einen Wasserstoffbrücken bildenden Substituenten aufweisen und in der Position C20 keine Säurefunktion besitzen, sind selektive Inhibitoren der 11beta-HSD1. Diese Verbindungen lassen sich durch Decarboxylierung von Triterpenen des Oleanan oder Ursan-Grundgerüstes synthetisieren.
Im folgenden wird als Beisspiel ein Syntheseweg zu dem erfindungsgemäßen Inhibitor, 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en, beschrieben (3).
30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en
30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en wird durch Decarboxylierung der 18beta-Glycyrrhetinsäure erhalten. Im ersten Reaktionsschritt wird die Alkoholfunktion der 18beta-Glycyrrhetinsäure mit 3,4-Dihydro-2H-pyran geschützt. Im zweiten Reaktionsschritt wird die geschützte 18beta-Glycyrrhetinsäure mit 1-Oxa-2-oxo-3-thia-indoliziniumchlorid unter basischen Bedingungen zu dem entsprechenden Barton-Ester umgesetzt. Der erhaltene Barton-Ester wird, in Gegenwart von tert-Butylmercaptan als Wasserstoff-Donor, zu geschütztem 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-l2-en verkocht. Im letzten Schritt wird die Schutzgruppe wieder abgespalten und es wird 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en erhalten.

Die ermittelten Inhibitionskonstanten K_i für 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en zeigen, daß die Verbindung im wesentlichen spezifisch 11beta-HSD1 hemmt: Tabelle 1

Inhibitionskonstante 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en	Dehydrogenaseaktivität 11beta-HSD1	Reduktaseaktivität 11beta-HSD1	Dehydrogenaseaktivität 11beta-HSD2
Ki	25 nM	300 nM	8 µM
Inhibitionsverhältnis K_i11beta-HSD2/K_i11beta-HSD1	320	27

Im Vergleich die Inhibitionskonstanten Ki und Inhibitionsverhältnisse des nicht spezifischen Inhibitors 18beta-Glycyrrhetinsäure: Tabelle 2

Inhibitionskonstante 18beta-Glycyrrhetinsäure	Dehydrogenaseaktivität 11beta-HSD1	Reduktasesaktivität 11beta-HSD1	Dehydrogenaseaktivität 11beta-HSD2
Ki	12 nM	15 nM	8 nM
Inhibitionsverhältnis K_i11beta-HSD2/K_i11beta-HSD1	0.66	0.53

Die Barton-Decarboxylierung ermöglicht es, auch andere Substituenten als Wasserstoff einzuführen. Im folgenden wird ein Syntheseweg zu einem erfindungsgemäßen Inhibitor, 30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en, beschrieben (4).
Der Barton-Ester der geschützten 18beta-Glycyrrhetinsäure (siehe oben) wird mit Bromtrichlormethan zu dem entsprechenden Bromid umgesetzt. Das erhaltene Bromid wird im nächsten Reaktionsschritt mit ethanolischer Natronlauge zu dem entsprechenden geschützten Alkohol substituiert. Im letzten Schritt wird die Schutzgruppe abgespalten und es wird 30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en erhalten.
30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en

30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en hemmt im wesentlichen spezifisch 11beta-HSD1. Tabelle 3:

Inhibitionskonstante 30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en	Dehydrogenaseaktivität 11beta-HSD1	Reduktaseaktivität 11beta-HSD1	Dehydrogenaseaktivität 11beta-HSD2
Ki	15 nM	200 nM	8 µM
Inhibitionsverhältnis K_i11beta-HSD2/K_i11beta-HSD1	533	40

30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en zeigt im Vergleich zu 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en überraschenderweise eine deutlich bessere Spezifität bei der Inhibition von 11beta-HSD1. Dieses Ergebnis bestätigt, daß man durch Auswahl entsprechender Substituenten an Position C20 die Spezifität hinsichtlich 11beta-HSD1 verbessern kann.
Weitere Verfahren zur Gewinnung von Nor-Triterpen, mit einem Wasserstoffbrücken bildenden Substituenten in der Position C11 und keiner Säurefunktion in der Position C20 sind mittels Decarboxylierung von Triterpenen des Ursan- oder Oleanan-Typs möglich.
Materialen und Methoden
Die hier eingesetzten molekularbiologischen und biochemischen Methoden sind z.B. bekannt aus Sambrook et al. 2001, Molecular cloning. A laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 2001. Die Präparation von gereinigter 11beta-HSD1 aus menschlicher Leber, menschlichen Lebermikrosomen und rekombinanter menschlicher 11beta-HSD1, überexprimiert in der Hefe Pichia pastoris, wurde nach den Angaben aus der Literatur vorgenommen (Slum et al.. Toxicology 2000, 144, 113-120; Maser et al.. Biochemistry 2002, 41, 2459-2465). Alternative Verfahren sind allgemein bekannt.
Die 11beta-HSD2 wurde aus menschlichen Plazentamikrosomen gewonnen:
Die Placentaproben wurden in 4 Volumenteilen Homogenisierungspuffer (20 mM Tris/HCl, 250 mM Sucrose, 1 mM EDTA, 0,1 mM PMSF, pH 7,4) mit einem Glass-Teflon Potter-Elvehjem aufgeschlossen. Das Homogenat wurde bei 600 × g für 10 min und bei 10000 × g für 10 min zentrifugiert, um die Zellkerne, Mitochondrien und Zelltrümmer abzutrennen. Der Überstand wurde danach bei 170.000 × g für eine Stunde zentrifugiert, um die Mikrosomen abzutrennen. Das erhaltene Pellet, das die Mikrosomen enthält, wurde wieder in Homogenisierungspuffer aufgenommen, so daß die Proteinkonzentration ungefähr 20 mg/ml beträgt. Alternative Verfahren zur Isolierung von 11beta-HSD2 sind allgemein bekannt.
Für die Analyse der Inhibition der Reduktase-Aktivität der 11beta-HSD1 wurde die Carbonylreduktion von Cortison zu Cortisol gemessen. Ein typischer Reaktionsansatz enthielt: 10 µl gereinigte 11beta-HSD1, 5 µl einer 250 µM Cortison-Lösung (Endkonzentration: 2,5 µM), 100 µl NADPH-regenerierendes System (2 mg NADP, 6 mg Glukose-6-Phosphat, 5 µl Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase, 100 µl eines 20 mM Phosphatpuffer pH 7,4 und 100 µl 0,1 M Magnesiumchlorid-Lösung). Nach Zufügen der zu testenden, in DMSO gelösten Substanzen, wurde der Ansatz auf 500 µl mit 20 mM Phosphat-Puffer, pH 7,4, aufgefüllt. Die Konzentration an DMSO im Testansatz betrug 10%. Der Ansatz wurde für drei Stunden bei 37 °C inkubiert. Alternative Verfahren zur Analyse der Inhibition der Reduktase-Aktivität der 11beta-HSD1 sind ebenfalls bekannt.
Zur Analyse der Inhibition der Dehydrogenase-Aktivität der 11beta-HSD1 wurde die Oxidation von Cortisol zu Cortison gemessen. Der Ansatz wurde wie oben beschrieben durchgeführt, mit der Veränderung, daß das NADPH-regenerierende System durch 100 µl 5 mM NADP-Lösung ersetzt wurde und Cortisol anstatt Cortison als Substrat eingesetzt wurde. Die Inkubationszeit betrug eine Stunde.
Dieselben Bedingungen wurden benutzt, um die Inhibition der 11beta-HSD2 Dehydrogenase-Aktivität zu messen. Anstatt gereinigter 11beta-HSD1 Fraktionen wurden 50 µl Plazentamikrosomen eingesetzt. Auch wurde das NADP gegen 100 µl 5 mM NAD-Lösung ausgetauscht, da 11beta-HSD2 nicht NADP sondern NAD als Cofaktor benutzt. Die Inkubationszeit betrug auch hier eine Stunde. Alternative Verfahren zur Analyse der Inhibition der Dehydrogenase-Aktivität der 11beta-HSD1 oder 11beta-HSD2 sind dem Fachmann bekannt.
Nach der Inkubationszeit wurde die Reaktion durch Zugabe von 500 µl Ethylacetat und vortexen gestoppt. Die Phasen wurden durch Zentrifugation getrennt, die wässrige Phase noch zweimal mit je 500 µl Ethylacetat ausgeschüttelt. Die organischen Phasen wurden vereinigt und das Lösungsmittel in einer SpeedVac (Thermosavant) abdestilliert. Der Rückstand wurde in 120 µl Methanol/H₂O (58:42, v/v) aufgenommen und 100 µl dieser Lösung der HPLC-Detektion der Glukocorticoide zugeführt. Die HPLC-Bedingungen und Retentionszeiten sind in der Literatur beschrieben (Slum et al.. Toxicology 2000, 144, 113-120; Maser et al.. Biochemistry 2002, 41, 2459-2465).
Literatur

Blum A., Martin H.-J., Maser E.. Human 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase 1/carbonyl reductase: recombinant expression in the yeast Pichia pastoris and Escheria coli. Toxicology 2000, 144, 113-120.
Bühler H., Perschel F.H., Hierholzer K.. Inhibition of rat renal 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase by steroidal compounds and triterpenoids; structure/function relationship. Biochim. Biophys. Acta 1991, 1075, 206-212.
Coppola G.M. et al.. Perhydroquinolylbenzamides as novel inhibitors of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1. J. Med. Chem 2005, 48, 6696-6712.
Filczewski M., Kosmala M., Oledzka, K.. Cardiovascular action of a new carbenoxolone derivate. Pol. J. Pharmacol. Pharm. 1988, 40, 233-239.
Kim D.H., Vu K.W., Bae E.A., et al.. Metabolism of kalopanaxsaponin B and H by human intestinal bacteria and antidiabetic activity of their metabolites. Biol. Pharm. Bull. 1998, 21, 360-365.
Kotelevtsev Y. et al.. 11beta hydroxysteroid dehydrogenase type 1 knock-out mice show attentuated glucocorticoid responses and resist hyperglycemia on obesity or stress. Proc. Natl. Acad. Sci. 1997, 94, 14924-14929.
Maser E., Volker B., Friebertshäuser J.. 11beta-Hydroxysteroid dehydrogenase type 1 from human liver: dimerization and enzyme cooperativity support its postulated role as glucocorticoid reductase. Biochemistry 2002, 41, 2459-2465.
Masuzaki H. et al.. A transgenic model of viceral obesity and the metabolic syndrome. Science 2001, 294, 2166-2170.
Matsuda H., Li Y., Murakami T., Matsumura N., Yamahara J., Yoshikawa M.. Antidiabetic principles of natural medicines. III. Structure-related inhibitory activity and action mode of oleanic acid glycosides on hypoglycemic activity. Chem. Pharm. Bull. 1998, 46, 1399-1403.
Murakami T., Emoto A., Matsuda H., Yoshikawa M.. Structures of new curcurbitane-type triterpene glycosides, goyaglycosides-a, -b, -c, -d, -e, -f, -g, and -h, and new oleanane-type triterpene saponins, goyasaponins I, II, and III, from the fresh fruit of japanese Momordica charantia L. Chem. Pharm Bull 2001, 49(1), 54-63.
Olson S., et al.. Adamantyl triazoles as selective inhibitors of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4359-4362.
Sandeep T.C., Yau J.L., MacLullich A.M., Noble J., Deary I.J., Walker B.R., Seckl J.R.. 11beta-Hydroxysteroid dehydrogenase inhibition improves cognitive function in healthy elderly men and type 2 diabetics. Proc. Natl. Acad, Sci. USA 2004, 101, 6734-6739
Shimizu K., Ozeki M., Tanaka K., et al.. Suppression of the glucose absorption by extracts from the leaves of Gymnema inodorum. J. Vet. Med. Scl. 1997, 59, 753-757.
Su X., Lawrence H., Ganeshapillai D., Cruttenden A., Purohit A., Reed M.J., Vicker N., Potter, B.V.L.. Novel 18beta-glycyrrhetinic acid analogues as potent ans selective inhibitors of 11beta-hydroxysteroid dehydrogenases. Bioorg Med Chem 2004, 12, 4439-4457.
Walker B.R., Connacher A.A., Lindsay M., Webb D.J., Edwards C.R.W.. Carbenoxolone increases hepatic insulin sentitivity in man: a novel role for 11-oxosteroid reductase in enhancing glucocorticoid receptor activation. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1995, 80, 3155-3159.
Whorwood C.B., Mason J.I., Ricketts M.L., Howie A.J., Stewart P.M.. Detection of human 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase isoforms using reversetranscriptase-polymerase chain reaction and localization of the type 2 isoform to renal coleecting ducts. Mol. Cell. Endocrinol. 1995, 110, 7-12.
Yoshikawa M., Murakami T., Matsuda H.. Medicinal foodstuffs X. Structures of new triterpene glycosides, gymnemosides-c, -d, -e, and -f, from the leaves of Gymnema sylvestre: influence of gymnema glycosides on glucose uptake in rat small intestinal fragments. Chem. Pharm. B

Claims

Verbindung vom Typ Triterpen mit einem pentacyclischen Grundgerüst des Nor-Oleanan- oder Nor-Ursan-Typs, die 11β-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 1 im wesentlichen spezifisch hemmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung an der Position C11 einen Substituenten trägt, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden und sich an der Position C20 keine Carboxylgruppe befindet.
Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung an der Position C20 einen Substituenten trägt, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent an der Position C11 ein -F, -Cl, -Br, -OH, =O, -CO₂H, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff, tertiärer Aminstickstoff oder ein Ester ist.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent an der Position C20 ein -OH -F, -Cl, -Br, =O, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff oder tertiärer Aminstickstoff ist.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung die folgende Strukturformal aufweist:
oder ein Derivat davon, welches das Oleanan- oder Ursan-Grundgerüst aufweist.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung die folgende Strukturformel aufweist:
oder ein Derivat davon, welches das Oleanan- oder Orsan-Grundgerüst aufweist.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung keine der folgenden Verbindungen ist: Glycyrrhitinsäure und deren Derivate.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ausgewählt ist aus 30-Nor-3beta-hydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en und 30-Nor-3beta,20-dihydroxy-11-oxo-18beta-olean-12-en.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung in der Medizin.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Diagnose, Prophylaxe oder Therapie.
Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung in der Behandlung und Vorbeugung von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom oder einer Viruserkrankung.
Verwendung einer Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Behandlung und Vorbeugung von Diabetes, Metabolischem Syndrom, Fettsucht, Hyperlipoproteinämien, Hyperglykämie, Hyperinsulinämie, Arteriosklerose, Demenz, Depressionen, Osteroporese, Glaukom oder einer Viruserkrankung.
Verfahren zur Herstellung eines spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aus einer Ausgangssubstanz, die ein Triterpen ist, a) das ein pentacyclisches Grundgerüst des Oleanan- oder Ursan-Typs aufweist, b) einen Substituent an der Position C11 aufweist, der in der Lage ist, Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden; und die c) eine Carbonsäurefunktion aufweist; umfassend den Schritt der Decarboxylierung der Carbonsäurefunktion der Ausgangssubstanz.
Verfahren nach gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssubstanz, die ein Triterpen ist, das d) 11beta-HSD unspezifisch inhibiert.
Verfahren nach gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäurefunktion der Ausgangssubstanz sich an Position C20 befindet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent an der Position C11 ein -F, -Cl, -Br, -OH, =O, -CO₂H, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff, tertiärer Aminstickstoff oder ein Ester ist.
Verfahren zur Herstellung eines spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssubstanz 18beta-Glycyrrhetinsäure oder ein Derivat der 18beta-Glycyrrhetinsäure ist.
Verfahren zur Herstellung eines spezifischen 11beta-HSD1 Inhibitors nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren nach der Decarboxylierung den Schritt des Einbringens eines Substituenten umfasst, der in der Lage ist, Wasserstoffbrücken auszubilden an der Position der Decarboxylierung.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Substituent ein -F, -Cl, -Br, -OH, =O, -SH, -S-Alkyl, -O-Alkyl, -NH₂, sekundärer Aminstickstoff oder tertiärer Aminstickstoff ist.