DE102010032482A1

DE102010032482A1 - Stoffe zur Beeinflussung der natriuretischen Peptid-Rezeptoren A und B und deren Verwendung

Info

Publication number: DE102010032482A1
Application number: DE102010032482A
Authority: DE
Inventors: Prof.Dr. Walther Thomas
Original assignee: Justus Liebig Universitaet Giessen
Current assignee: Justus Liebig Universitaet Giessen
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-02

Abstract

Die Erfindung umfasst peptidische oder nicht-peptidische Rezeptor-Agonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptor-Agonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, welche mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitsvolumen einhergehen, bei denen der Second Messenger cGMP protektive Eigenschaften entwickelt und bei denen ein antihypertropher (antifibrotischer) Effekt gewünscht ist. Insbesondere umfasst die Erfindung peptidische oder nicht-peptidische Rezeptor-Agonisten des natriuretischen Systems zur Behandlung einer kongestiven Herzerkrankung, einer koronaren Herzerkrankung, organischer und funktioneller vaskulärer Störungen, eines Nephrotischen Syndroms, einer Bluthochdruckerkrankung, eines Myokardinfarktes, einer erektilen Dysfunktion, einer primären oder sekundären Fibrose, einer Leberzirrhose, einer Lungenfibrose oder zur Verbesserung der Arterien-, Venen- und Kapillar-Durchblutung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft peptidische und nicht-peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptoragonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, welche mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitsvolumen einhergehen, insbesondere zur Prävention und/oder Therapie einer kongestiven Herzerkrankung, einer koronaren Herzerkrankung, organischer und funktioneller vaskulärer Störungen, eines Nephrotischen Syndroms, einer Bluthochdruckerkrankung oder zur Verbesserung der Arterien-, Venen- und Kapillar-Durchblutung.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung peptidische und nicht-peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptoragonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, bei denen der Second Messenger cGMP protektive Eigenschaften entwickelt, insbesondere zur Prävention und/oder Therapie einer hypertrophen Kardiomyopathie, eines Myokardinfarktes oder einer erektilen Dysfunktion.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung peptidische und nicht-peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems, bevorzugt NPRA- und NPRB-Rezeptoragonisten zur Prävention und/oder Therapie von Erkrankungszuständen, bei denen ein antihypertropher (antifibrotischer) Effekt gewünscht ist, insbesondere zur Prävention und/oder Therapie einer primären oder sekundären Fibrose, einer Leberzirrhose oder einer Lungenfibrose.
Abkürzungen und Definitionen

ACNP:

erfindungsgemäßes natriuretisches Peptid, auch als ANP/CNP bezeichnet; Chimäre aus ANP und CNP

ANP:

Atrial Natriuretic Peptide, Atriales Natriuretisches Peptid; auch bezeichnet als Atrialer Natriuretischer Faktor, Atriopeptin, Natriuretisches Peptid Typ A, Cardionatrine, Cardiodilatin, Vorhof-Natriuretischer Faktor, Urodilatin

BNP:

Brain Natriuretic Peptide; auch bezeichnet als B-Type Natriuretic Peptide

BNP/CNP:

Chimäre aus BNP und CNP

cGMP:

cyclic Guanosine Mono Phosphate, zyklisches Guanosinmonophosphat Chimäre: Kombination von zwei oder mehreren Peptidstücken zu einem neuen Peptid, das im Wildtyp nicht vorkommt. Ebenfalls werden unter Chimäre diejenigen Nukleinsäuresequenzen verstanden, welche für die chimären Peptide kodieren

CNP:

C-Type Natriuretic Peptide, C-Typ Natriuretisches Peptid

Diurese, diuretisch:

Ausscheidung von Wasser mit dem Harn

DNA:

Deoxyribonucleic Acid, Desoxyribonukleinsäure

HEK-Zellen:

Human Embryonic Kidney-Zellen, menschliche embryonale Nierenzellen; humane Zelllinie

Lusitropie, lusitrop:

Fähigkeit der Herzmuskulatur zur schnellen und vollständigen Erschlaffung

Natriurese, natriuretisch:

Ausscheidung von Natrium-Ionen mit dem Harn

Nicht-peptidischer Rezeptoragonist:

Rezeptoragonist, bestehend aus einem nicht-peptidischen Stoff, beispielsweise einer niedermolekularen Substanz

NP:

Natriuretisches Peptid, beinhaltet die körpereigenen natriuretischen Peptide ANP, BNP und CNP, sowie Teile davon, Varianten davon oder Chimären davon

NPRA:

A-type Natriuretic Receptor, Natriuretischer Peptidrezeptor A

NPRB:

B-type Natriuretic Receptor, Natriuretischer Peptidrezeptor B

Nukleinsäuresequenz:

Abfolge der Nukleotide einer beliebigen Nukleinsäure, beispielsweise DNA oder RNA

peptidischer Rezeptoragonist:

Rezeptoragonist, bestehend aus einem Protein oder Peptid oder einer Verbindung eines Proteins oder Peptides mit einem Nichtpeptid

Rezeptoragonist:

Stoff mit der Fähigkeit, einen Rezeptor zu aktivieren und somit eine Reaktion des Rezeptors auszulösen

RNA:

Ribonucleic Acid, Ribonukleinsäure

Vasodilatation, vasodilatatorisch:

Erweiterung der Blutgefäße, dadurch Senkung des Blutdruckes

Beschreibung des allgemeinen Gebietes der Erfindung
Derzeit sind drei verschiedene Familien von körpereigenen natriuretischen Peptiden bekannt, nämlich das Atrial Natriuretic Peptide (ANP), das Brain Natriuretic Peptide (BNP) und das C-type Natriuretic Peptide (CNP). Die natriuretischen Peptide sind strukturell verwandte körpereigene Moleküle, welche im Wesentlichen natriuretische, diuretische und vasodilatatorische Aktivitäten aufweisen und somit eine wichtige Rolle in der Homöostase des Flüssigkeitshaushaltes sowie der Kontrolle des Blutdruckes spielen. Ebenso beeinflussen die natriuretischen Peptide die Freisetzung von cGMP und weisen dadurch eine direkte kardioprotektive Wirkung auf. Ebenso weisen die natriuretischen Peptide eine antihypertrophe (antifibrotische) Wirkung auf. Die einzelnen natürlich vorkommenden natriuretischen Peptide binden an verschiedenen Rezeptoren (natriuretische Peptidrezeptoren) und können dadurch verschiedene Wirkungen entfalten.
ANP bindet selektiv an dem Rezeptor NPRA und entfaltet dadurch eine direkte natriuretische Wirkung sowie eine Steigerung der Diurese und durch die vasodilatatorische Wirkung eine Senkung des Blutdrucks. Ebenso reduziert ANP die Freisetzung von Renin und Aldosteron, wodurch das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System gehemmt wird.
BNP bindet an dem Rezeptor NPRA und entfaltet dadurch eine direkte natriuretische Wirkung sowie eine Steigerung der Diurese und durch die vasodilatatorische Wirkung eine Senkung des Blutdrucks. BNP hat auch eine reninhemmende und positiv lusitrope Wirkung. BNP und das N-terminale Fragment des proBNP können auch zur Diagnostik und Prognosebeurteilung von Herzerkrankungen eingesetzt werden, in dem der Plasmaspiegel von BNP oder des N-terminalen Fragments des proBNP bei Patienten gemessen wird.
CNP bindet an dem Rezeptor NPRB und fungiert als vasodilatatorisches und wachstumsinhibierendes Peptid, hat aber keine natriuretische Wirkung. Ebenso fördert CNP das Knochenwachstum.
ANP, BNP und CNP weisen jeweils eine Aminosäureschleife auf, welche durch eine intramolekuläre Disulfid-Brücke zwischen zwei Cystein-Aminosäuren gebildet wird, wobei ANP, BNP und CNP jeweils unterschiedlich lange C- und N-terminale Enden besitzen.
Stand der Technik
Im Stand der Technik wird die Herstellung von natriuretischen und vasodilatatorischen Peptiden beschrieben, welche der Aminosäurenstruktur des BNPs entsprechen und zur Behandlung von Krankheitszuständen eingesetzt werden können, die mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitszustand einhergehen. Es wird also ein rekombinant hergestelltes humanes BNP und dessen Verwendung als Medikament beschrieben ( US 5,114,923 ; US 5,674,710 ).
Es sind Nukleinsäuresequenzen bekannt, welche für Peptide mit natriuretischer Aktivität kodieren (beispielsweise für Cardiodilatin), ebenso wie die korrespondierenden Aminosäurensequenzen ( EP 0224676 A1 ).
Der Einsatz von natriuretischen Peptiden zur Diagnostik oder Therapie von Erkrankungen, welchen mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitszustand einhergehen, ist bekannt ( US 5,114,923 ; US 5,674,710 ; EP 0224676 A1 ; US 0,170,756 A1 ).
Die Herstellung von Peptiden mit einer gewünschten Aminosäurensequenz, beispielsweise mittels gentechnologischer oder biochemischer Verfahren ist bekannt. Diese Herstellungsverfahren sind als Standardmethoden etabliert und dem Fachmann bekannt ( US 4,851,349 ; EP 0224676 A1 ).
Die Verlängerung der Halbwertszeit eines natriuretischen Peptides im Blut eines Patienten durch die Verbindung des natriuretischen Peptides mit einer aktiven Gruppe, welche mit Blutbestandteilen eine Verbindung eingehen kann, ist bekannt ( WO 2004/011498 A2 ).
Die Herstellung von Peptidchimären aus zwei oder mehreren verschiedenen Ursprungspeptiden ist bekannt, auch wenn es sich bei den Ursprungspeptiden um natriuretische Peptide handelt ( US 2009/0,170,756 A1 ; US 5,583,108 ).
Nachteile des Standes der Technik
Bisher wurden nur natriuretische Peptide oder Peptidchimären beschrieben, welche lediglich an einem der bekannten natriuretischen Peptidrezeptoren binden. Damit besteht beim Einsatz dieser bekannten natriuretischen Peptide oder Peptidchimären die Gefahr, dass die bekannten natriuretischen Peptide oder Peptidchimären ihre therapeutische Wirksamkeit verlieren, sobald der korrespondierende natriuretische Peptidrezeptor nach unten reguliert wird. Dies tritt regelmäßig vor allem bei dem natriuretischen Peptidrezeptor A (NPRA, A-type Natriuretic Receptor) auf, der bei verschiedenen Krankheitszuständen nach unten reguliert wird. Damit verliert ein als Medikament eingesetztes natriuretischen Peptid seine Wirksamkeit, weil der korrespondierende Rezeptor, über den es seine Wirkung entfaltet, nicht mehr in ausreichender Menge oder Qualität zur Verfügung steht.
Aufgabe
Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung von Stoffen, die sowohl an dem natriuretischen Peptidrezeptor A als auch B binden und dadurch die gewünschten Wirkungen auslösen, ohne dass eine Nach-Unten-Regulierung eines der beiden Rezeptoren die Wirkung der erfindungsgemäßen Stoffe vermindert, sowie deren Verwendung als Medikamente.
Lösung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst gemäß den Ansprüchen.
Durch die Bereitstellung eines neuen natriuretischen Peptides (ACNP, ANP/CNP) gemäß SEQ ID NO: 1 sowie dessen Derivate Homologa und Analoga steht ein Rezeptoragonist der natriuretischen Peptidrezeptoren zur Verfügung, der eine Lösung für die Nachteile im Stand der Technik bietet.
Das erfindungsgemäße natriuretische Peptid ACNP bindet auf Grund seiner Aminosäurensequenz sowohl an den natriuretischen Peptidrezeptor A als auch an den natriuretischen Peptidrezeptor B.
Erläuterungen zu den Figuren
1 zeigt die Aminosäuresequenz eines erfindungsgemäßen peptidischen Rezeptoragonisten ACNP (ANP/CNP) gemäß SEQ ID NO: 1 mit einer Disulfidbrücke zwischen den beiden Cystein-Aminosäuren an Position 7 und 23.
2 zeigt die Generierung des Second Messengers cGMP in HEK-Zellen, die mit dem natriuretischen Peptidrezeptor A (NPRA) bzw. dem natriuretischen Peptidrezeptor B (NPRB) transfiziert wurden, nach Stimulierung mit verschiedenen natriuretischen Peptiden. Das obere Diagramm zeigt, dass ACNP den NPRA in gleicher Weise stimuliert wie die nativen Rezeptoragonisten ANP und BNP. Das untere Diagramm zeigt, dass ACNP in gleicher Weise den natriuretischen Peptidrezeptor B stimuliert wie der native Rezeptoragonist CNP.
3 zeigt die Generierung des Second Messengers cGMP in HEK-Zellen, die mit dem natriuretischen Peptidrezeptor A (oberes Diagramm) oder dem natriuretischen Peptidrezeptor B (unteres Diagramm) transfiziert wurden, nach Stimulierung mit verschiedenen natriuretischen Peptiden. Die Figur zeigt, dass eine Verkürzung der C- oder N-terminalen Enden des BNP zu einer signifikanten Reduktion der Stimulierbarkeit des NPRA führt sowie zu einer Erhöhung der Stimulierbarkeit des NPRB.
SEQ ID NO: 1 SEQUENCE LISTING
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5114923 [0009, 0011]
US 5674710 [0009, 0011]
EP 0224676 A1 [0010, 0011, 0012]
US 0170756 A1 [0011]
US 4851349 [0012]
WO 2004/011498 A2 [0013]
US 2009/0170756 A1 [0014]
US 5583108 [0014]

Claims

Rezeptoragonisten, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Aktivität ausgewählt unter Vasodilatation, Natriurese, Diurese, Reninsupprimierende Aktivität, antihypertrophische (antifibrotische) Aktivität und Beeinflussung des Second Messengers cGMP besitzen.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie peptidische oder nicht-peptidische Rezeptoragonisten des natriuretischen Systems sind.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie peptidische Rezeptoragonisten sind.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Aminosäurensequenz gemäß SEQ ID NO: 1 aufweisen oder Derivate, Homologa oder Analoga dazu sind.
Rezeptoragonisten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Cystein-Aminosäuren an Position 7 und 23 durch eine Disulfidbrücke verbunden sind.
Nukleinsäuresequenzen, dadurch gekennzeichnet, dass sie für die im Anspruch 3 beschriebenen Rezeptoragonisten kodieren.
Eine pharmazeutische Zubereitung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Rezeptoragonisten gemäß Anspruch 1 enthält.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen eingesetzt wird, die mit einem erhöhten extrazellulären Flüssigkeitsvolumen einhergehen, oder bei denen der Second Messenger cGMP protektive Eigenschaften entwickelt oder bei denen ein antihypertropher (antifibrotischer) Effekt gewünscht ist.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie einer kongestiven Herzerkrankung, einer koronaren Herzerkrankung, einer organischen und funktionellen vaskulären Störung, eines Nephrotischen Syndroms, einer Bluthochdruckerkrankung, einer hypertrophen Kardiomyopathie, eines Myokardinfarktes, einer erektilen Dysfunktion, einer primären oder sekundären Fibrose, einer Leberzirrhose, einer Lungenfibrose oder zur Verbesserung der Arterien-, Venen- und Kapillar-Durchblutung eingesetzt wird.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 8 bei Säugetieren eingesetzt wird.
Eine pharmazeutische Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 8 bei Menschen eingesetzt wird.
Die Verwendung einer pharmazeutischen Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 8 bei Säugetieren eingesetzt wird.
Die Verwendung einer pharmazeutischen Zubereitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Diagnostik, Prävention und/oder Therapie von Erkrankungen nach Anspruch 8 bei Menschen eingesetzt wird.