DE10207882A1

DE10207882A1 - Mittel zur Hemmung von Tumorzellen

Info

Publication number: DE10207882A1
Application number: DE10207882A
Authority: DE
Inventors: Robert Preisner; Wolfgang Dubiel; Andrean Goede; Cornelius Froemmel
Original assignee: Universitatsklinikum Charite Berlin
Current assignee: Charite Universitaetsmedizin Berlin
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-02-27
Also published as: WO2002066027A1; WO2002066021A3; DE10207881A1; DE10290562D2; AU2002252950A1; WO2002066021A2; DE10290563D2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf neue Mittel zur Hemmung des Tumorwachstums. Als wirksame Mittel werden Formoterol und seine Derivate eingesetzt. Die erfindungsgemäße Verwendung von Formoterol und seiner Derivate liegt in der Hemmung der mit dem COP9 Signalosom assoziierten Kinasen und in der daraus resultierenden Auslösung von Apoptose in Tumorzellen sowie in der Hemmung der Tumorangiogenese und Metastasierung.

Description

Die Erfindung betrifft Mittel, die in der Lage sind, das Wachstum von Tumorzellen zu hemmen sowie Tumorangiogenese und Metastasierung zu blockieren. Als wirksame Mittel haben sich Formoterol und seine Derivate erwiesen. Die Erfindung beruht auf der Wirkung von Formoterol und seiner Derivate als Hemmstoffe der COP9 Signalosom assoziierten Kinasen. Damit bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von Formoterol und seiner Derivate zur Herstellung von Mitteln zur Hemmung von Krebszellen.
Bisher wird Formoterol - (+/-)-2'-Hydroxy-5'-(1-hydroxy-5-(4-methoxyphenyl)-4-methyl-3- azapentyl)-formanilid - auf Grund der Hemmung des beta2-Rezeptors als Asthma- Therapeutikum und in der Behandlung entzündlicher, obstruktiver Erkrankungen der Atemwege eingesetzt (WO 93/11773). Die molekularen Unterschiede, die für die verschiedenen Wirkungen der beta-Rezeptoren verantwortlich sind, kennt man ebenso (Isogaya et al.) wie die dreidimensionale Struktur von Formoterol und seiner Salze (Kurihara et al. - Literaturverzeichnis am Ende der Beispiele). Die systemischen Wirkungen von Formoterol sind vergleichsweise gering (Guhan et al.), und umfangreiche Studien dokumentieren eine ausgezeichnete Verträglichkeit bei Kindern (Bisgaard), älteren Patienten (Thomson et al.) sowie bei extrem hohen Dosierungen (Totterman et al.). Neben der Charakterisierung zahlreicher beta-agonistischer Derivate (Damasceno et al.) spielt die Auswahl des günstigsten Isomers (Waldeck) eine Rolle bei gewebsspezifischer Wirkung und Verstoffwechselung (Zhang et al.,). Formoterol: (http: / / wisda.pharmazie.unimarburg.de/dossier.php?s_inn = Formoterol), Summenformel C₁₉H₂₄N2O₄.
Neben der beta-adrenergen Hauptwirkung werden gewisse entzündungshemmende Wirkungen beschrieben (Subramantan), die überwiegend auf der Hemmung der Histamin- und Bradykinin-Wirkung beruhen (Tokuyama). Für einzelne Gewebe gibt es Beschreibungen darüber, welche Gene unter Formoterol-Einfluss verstärkt exprimiert werden. Dabei werden die Cytokine-bedingte Hemmung der Adhäsionsmoleküle ICAM und VCAM in der Lunge genannt (Spoelstra et al.), was der hier beschriebenen Wirkung zusätzlich zu Gute käme; der ebenfalls Cytokine-abhängige Einfluss auf den Tumor-Nekrose-Faktor bzw. IL6 muss innerhalb der Nieren nochmals gewebsspezifisch unterschieden werden (Nakamura et al.). In der Lunge wird bei hohen Dosen von Formoterol eine IL1beta-Erhöhung beschrieben (Zetterlund et al.); im Knochen wurde eine erhöhte c-fos Genexpression beschrieben, die über die beta2-adrenerge Wirkung und cAMP-Erhöhung (cAMP - Cyclisches Adenosin-3',5'- monophosphat) vermittelt wird. Eine Protein-Kinase-Hemmung, insbesondere für die COP9 Signalosom assoziierten Kinasen, ist nach derzeitigem Kenntnisstand nicht beschrieben worden.
Das Signalosom ist ein Proteinkomplex, der eine zentrale Rolle in der Signalübertragung eukaryotischer Zellen spielt (Seeger et al., 1998; Schwechheimer and Deng, 2000). Kürzlich wurde der Name COP9 Signalosom (CSN) und eine einheitliche Nomenklatur seiner Untereinheiten (CSN1-CSN8) eingeführt (Deng et al., 2000). Alle bisherigen Bezeichnungen des Partikels wie Jab1-Signalosom oder COP9 Komplex sind unter COP9 Signalosom zusammengefasst. Der Einfachheit halber wird der Komplex hier mit Signalosom bezeichnet. Das aus humanen Zellen isolierte Signalosom ist mit Kinasen assoziiert, die Komponenten zellulärer Signalwege phosphorylieren (Seeger et al., 1998). Die Signalosom-vermittelte Phosphorylierung des Tumorsuppressors p53 führt zum Abbau des Transkriptionsfaktors (Bech-Otschir et al., 2001) und die Phosphorylierung von c-Jun zur Stabilisierung/Aktivierung von c-Jun (Naumann et al., 1999).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Möglichkeiten zur Hemmung von Krebszellen aufzuzeigen. Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass Formoterol und seine Derivate in ihrer Wirkungsweise wissenschaftlich analysiert und auf ihre Eignung zu bisher nicht bekannten Zwecken untersucht wurden. So ist es durch die erfindungsgemäße Verwendung von Formoterol und/oder seiner Derivate gelungen, Mittel zur Verfügung zu stellen, die zu einer Hemmung von Tumorzellen führen.
Die erfindungsgemäßen Mittel zur Hemmung des Tumorwachstums und der Blockierung der Tumorangiogenese und Metastasierung enthalten als wirksame Komponenten Formoterol, seine Salze und/oder seine Derivate.
Erfindungsgemäß werden durch Formoterol die Signalosom assoziierten Kinasen gehemmt, wodurch ein starker Anstieg des Tumorsuppressors p53 auftritt, der die Krebszellen in die Apoptose führt. Gleichzeitig wird der Cyklin-abhängige Kinase-Inhibitor p21 durch den p53- Anstieg induziert. Durch die Hemmung der Signalosom assoziierten Kinasen mit Formoterol sinkt das endogene c-Jun der Krebszellen ab. Dadurch kommt es zu einer verminderten Produktion von VEGF (vascular endothelial growth factor), da die VEGF-Produktion in Tumorzellen hauptsächlich durch den Signalosom-abhängigen c-Jun-Signalweg reguliert wird (Pollmann et al., 2001). Dadurch kann es zu einer Hemmung der Angiogenese und somit des Tumorwachstums und der Metastasierung kommen.
Die hemmende Wirkung von Formoterol und/oder seiner Derivate wird erfindungsgemäß folgendermaßen erreicht:

1. Hemmung der Signalosom assoziierten Kinasen und dadurch der Phosphorylierung von p53 → Anstieg des Tumorsuppressors p53 in Tumorzellen → Apoptose
2. Hemmung der Signalosom assoziierten Kinasen und dadurch der Phosphorylierung von p53 → p53-abhängige Induktion von p21 → Arrest im Zellzyklus
3. Hemmung der Signalosom assoziierten Kinasen und dadurch der Phosphorylierung von c- Jun → Abfall des Transkriptionsfaktors c-Jun in Tumorzellen → verminderte VEGF- Produktion und dadurch Unterdrückung der Tumorangiogenese.

Als Derivate des Formoterols finden N-substituierte, Alkyl-O-substituierte und Aryl-O- substituierte Verbindungen Verwendung, wie N-Alkyl, -Aryl, -Acyl-substituierte am sekundären Aminrest, O-Alkyl, -Aryl, -Acyl-substituierte am sekundären Alkoholrest oder O-Alkyl, -Aryl, -Acyl-substituierte am Aryl-O-Rest Verwendung sowie Derivate des Säureamidrestes.
Zu den Derivaten des Formoterols gehören auch die N-Salze in Form ihrer physiologisch verträglichen Salze, die sich durch Neutralisation mit geeigneten anorganischen oder organischen Säuren herstellen lassen, z. B. mit Salzsäure, Schwefel- oder Phosphorsäure, Ameisen-, Essig-, Propion-, Glykol-, Milch-, Brenztrauben-, Malein-, Furmar-, Anthranyl-, Naphthalinsulfon-, Sulfanyl- oder Zimtsäure.
Das Wesen der Erfindung liegt in einer Kombination bekannter Elemente - Formoterol und seine Derivate - und neuer Lösungswege - ihrer erstmaligen Verwendung zur Hemmung von Tumorzellen - die sich gegenseitig beeinflussen und in ihrer neuen Gesamtwirkung einen Vorteil und den erstrebten Erfolg ergeben, der darin liegt, dass neue Mittel mit einem hemmenden Effekt auf Krebszellen zur Verfügung gestellt werden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass mit den erfindungsgemäßen Mitteln eine Hemmung der mit dem Signalosom assoziierten Kinasen erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Verwendung von Formoterol oder seiner Derivate und/oder Strukturanaloga liegt in der Hemmung der Signalosom assoziierten Kinasen und in der daraus resultierenden Auslösung von Apoptose in Tumorzellen sowie in der Hemmung der Tumorangiogenese und Metastasierung.
Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

Für eine Therapie von Lungenkrebs wird eine Applikation entsprechend der bereits im Einsatz befindlichen Inhalationshilfen (z. B. Turbohaler [AstraZeneca]) vorgeschlagen. Dabei wird der Wirkstoff mittels Mikropartikel in den Bronchien verteilt und - Dank seiner Membrangängigkeit - von den Zellen direkt aufgenommen. Eine hohe Dosierung ist empfehlenswert. Nach vorliegenden Studien ist eine Verzehnfachung der üblichen Dosierung bei Asthma (z. B. 120 mikrog Formoterol) gut verträglich (Tottermann et al., 1998).

Beispiel 2

Eine ähnliche Therapie wie in Beispiel 1 in Kombination mit Chemo-, Strahlen-, Thermotherapie kommt für fast alle Krebstypen in Betracht (Haut, Gebärmutterkrebs), wobei Krebstypen mit dem Wildtyp p53 besonders empfindlich sind. Bei Krebstypen mit mutiertem p53 müssen die Aktivitäten des mutierten p53 für eine Therapie berücksichtigt werden. Eine direkte Wirkstoffapplikation ist möglich und sinnvoll. Für den gastrointestinalen Einsatz bietet sich die Verwendung von Implantaten und Dosierungsampullen an. Die Dosierung muss individuell angepasst werden.
Bei hohen Dosen ist eine klinische Überwachung der Herz- Kreislauffunktionen erforderlich, da wegen der beta2-mimetischen Wirkung mit Tachykardien zu rechnen ist. Literaturverzeichnis Bech-Otschir et al.; EMBO J. 20: 1630-1639, 2001.
Bisgaard; Pediatr. Pulmonol 29: 221-234.
Damasceno et al.; J. Mass Spectrom. 35: 1285-1294.
Deng et al.; Trends Genet. 16: 202-203, 2000.
Guhan. et al.; Thorax 55: 650-656.
Kellenberger et al.; Bone 22: 471-478.
Kurihara et al.; Acta Cryst. C 53: 1887-1889.
Nakamura et al.; Nephrol. Dial. Transpl. 15: 1928-1934.
Nakamure et al.; Cytokine 11: 759-765.
Naumann et al.; J. Biol. Chem. 274, 35297-35300, 1999.
Pollmann et al.; Canc. Res. 61, 8416-8421, 2001.
Schwechheimer and Deng; Semin. Cell Dev. Biol. 11: 495-503, 2000.
Seeger et al.; FASEB J 12: 469-478, 1998.
Spoelstra et al.; Eur. Resp. J. 15: 68-74.
Subramantan; Arzneimittelforsch. 38: 502-505.
Thomson et al.; Respir. Med. 92: 562-567.
Tokuyama; Eur. J. Pharm. 193: 35-39.
Totterman et al.; Eur. Respir. J. 12: 573-579, 1998.
Waldeck; Chirality 5: 350-355.
Zhang et al.; Br. J. Clin. Pharm. 49: 152-157.
Zetterlund et al.; J. Asthma 35: 565-573.

Claims

1. Mittel zur Hemmung des Tumorwachstums und der Blockierung der Tumorangiogenese und Metastasierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie als wirksame Komponenten Formoterol, seine Salze und/oder Derivate enthalten.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Derivaten um Nsubstituierte, Alkyl-O-substituierte und/oder Aryl-O-substituierte Verbindungen handelt.-

3. Verwendung von Formoterol, seiner Salze und/oder Derivate zur Herstellung von Mitteln zur Hemmung des Tumorwachstums und der Blockierung der Tumorangiogenese und Metastasierung.

4. Verwendung nach Anspruch 3 zur Hemmung der mit dem COP9 Signalosom assoziierten Kinasen.

5. Verwendung nach Anspruch 3 zur Auslösung von Apoptose in Tumorzellen.

6. Verwendung nach Anspruch 3 zur Hemmung der Tumorangiogenese und Metastasierung.